快速溫變試驗(yàn)箱可靠性防真技術(shù)

 SES快速溫變試驗(yàn)箱當(dāng)前科技水平的不斷提升使得航空航天、軍事裝備等行業(yè)得到發(fā)展。高科技產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)組成龐大、研發(fā)周期長費(fèi)用高、可靠性問題突出。傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)的可靠性設(shè)計(jì)分析方法，與性能設(shè)計(jì)專業(yè)技術(shù)體系不一致，在設(shè)計(jì)過程中難以相互融合，造成可靠性設(shè)計(jì)分析工作往往滯后于性能設(shè)計(jì)分析工作，可靠性設(shè)計(jì)分析難以對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)狀態(tài)產(chǎn)生真正影響。同時(shí)，傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)與評估方法需要大量新研產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，往往在研制后期才能開展。通過可靠性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)再進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，時(shí)間周期長并且代價(jià)較大。工程實(shí)踐表明，傳統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)評估方法，越來越難滿足高科技產(chǎn)品高可靠長壽命的需求。
SES快速溫變試驗(yàn)箱近年來，數(shù)字樣機(jī)與虛擬仿真等相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速，國內(nèi)外大部分科研機(jī)構(gòu)都采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品三維建模裝配與功能/性能分析，從而在設(shè)計(jì)階段早期獲得產(chǎn)品性能參數(shù)并改進(jìn)設(shè)計(jì)。SEA快速溫變試驗(yàn)箱目前，將可靠性工作融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)和分析仿真過程，在工程上有著強(qiáng)烈的需求。可靠性仿真技術(shù)充分利用產(chǎn)品現(xiàn)有的功能/性能模型及相關(guān)CAD工具，以系統(tǒng)功能/性能模型為內(nèi)核，以可靠性模型為外殼，聯(lián)合各專業(yè)CAD工具建立綜合集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可靠性與性能一體化建模仿真，支持在設(shè)計(jì)階段開展基于仿真的可靠性設(shè)計(jì)、分析與評價(jià)。可靠性仿真結(jié)果可以為可靠性與性能的協(xié)同設(shè)計(jì)與分析提供模型與數(shù)據(jù)支持。綜上可知，可靠性仿真技術(shù)對于解決工程中可靠性設(shè)計(jì)與性能設(shè)計(jì)“兩張皮”問題具有*的實(shí)用價(jià)值。
SES快速溫變試驗(yàn)箱在可靠性仿真分析時(shí)，很多情況下難以直接建立應(yīng)力、應(yīng)變、位移等與載荷、材料、結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，尤其在多學(xué)科協(xié)同仿真分析情況下，往往需要借助各種CAE工具，如有限元、多體動力學(xué)來進(jìn)行分析，這種情況下反映為功能函數(shù)與基本隨機(jī)變量的關(guān)系是隱式的。
  91質(zhì)量網(wǎng)開發(fā)了專業(yè)的分布式多學(xué)科協(xié)同可靠性仿真軟件（了解更多內(nèi)容，請本公眾號回復(fù)“分布式仿真”），已在核工業(yè)、航空、風(fēng)電、兵器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
從可靠度計(jì)算的角度分析，模擬法和響應(yīng)面法一般只需要獲得功能函數(shù)在給定樣本點(diǎn)的值，這些值可以借助多種CAE工具分析獲得，再對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來計(jì)算可靠度；一次可靠度法不僅需要計(jì)算功能函數(shù)的值，還需要獲得功能函數(shù)關(guān)于隨機(jī)向量的梯度。
SES快速溫變試驗(yàn)箱利用多種CAE工具進(jìn)行可靠性仿真計(jì)算，必須解決以下2個(gè)問題：
（1）可靠度計(jì)算程序?qū)γ糠NCAE軟件的封裝和調(diào)用，以實(shí)現(xiàn)功能函數(shù)值的計(jì)算；（2）梯度的計(jì)算，這可以在獲得功能函數(shù)值的基礎(chǔ)上采用有限差分法計(jì)算。
因此關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)利用每種CAE工具實(shí)現(xiàn)功能函數(shù)值的計(jì)算。
有兩種實(shí)現(xiàn)可靠性仿真計(jì)算的思路：抽樣仿真和迭代仿真，如圖所示。