基于随机振动的航天用高压电源应力仿真及失效分析

发布时间：2017-11-14 00:11

  本文关键词：基于随机振动的航天用高压电源应力仿真及失效分析

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【摘要】：航天用高压电源作为脉冲星导航系统中的关键部件,对整个航天系统的稳定运行至关重要。为确保高压电源的可靠性,获取其可能出现的故障模式极为重要。本文以某航天高压电源为对象,围绕其失效模式,开展了工作剖面分析、FMMEA分析、随机振动仿真及故障模式激发试验,探究高压电源可能存在的故障模式及机理。首先,对高压电源进行FMMEA分析,结合其工作剖面分析振动应力来源及造成的影响,确定可能的故障模式及关键元器件。由于该电源灌胶密封,难以直接获取振动应力下内部元器件的变化,因此基于所确定的关键元器件,设计并制作试验用目标电路板,以探究元器件在振动应力下的响应及参数变化。其次,针对目前振动试验中常用的随机振动及正弦振动两种应力类型,对试验电路板进行等能量值的单轴随机振动及正弦振动仿真。对比两种振动应力下电路板及元器件应力响应差异,获取对元器件故障模式激发效率最高的应力类型,以尽可能缩短后续试验周期及成本。然后,对试验电路板进行三轴随机振动仿真,分析不同元器件在随机振动应力作用下的响应,探究其可能出现的故障模式。进行多应力水平随机振动试验,验证振动仿真的准确性,研究在不同振动应力下元器件电学参数变化及出现的故障模式,指导高压电源故障模式激发试验中振动应力水平选择及故障模式判别。最后,对高压电源进行随机振动仿真,获取应力集中位置,确定高压电源在随机振动试验过程中易出现故障的模块或元器件。设计高压电源在线监测系统以监测试验过程中各节点电压变化。设计并进行高压电源随机振动试验,分析试验过程中各节点电压信号变化,得到高压电源可能出现的故障模式。基于Saber进行故障模拟仿真,并对高压电源样品进行故障注入试验,验证失效分析的正确性。本文旨在提出一种密封电子模块故障激发、失效分析的新方法,短时高效地激发电子模块故障模式,并准确判断对应故障机理,指导其可靠性增长设计及耐环境设计。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V442

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本文编号：1182998