再入过程中的同位素热源可靠性评估

发布时间：2021-07-14 05:30

　　本文综合考虑微观组织不均匀性等材料的内在分散性,以及载荷历程、工作环境等外在分散性的影响,针对放射性同位素热源（RHU）产品结构特点,选用基于随机有限元法的应力-强度干涉模型,采用解析法与蒙特卡罗法相结合的方式,在有限的试验规模下,定量评价了某型RHU在再入过程中经历一系列环境载荷后的可靠性水平。利用本文所述方法计算得到:该型RHU在95%置信度下的可靠度置信下限为0.999 989,达到了一般探测器零部件级产品的可靠性评估精度要求,这表明本文所述方法实用、可靠,在RHU的可靠性评估、指导RHU的可靠性设计、降低评估成本方面具有很高的实用价值。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

RHU基本结构示意图[10]

RHU再入过程可靠性是指RHU在再入大气层返回至深海过程中持续保证放射性物质密封的能力。首先采用解析法建立系统可靠性功能框图,结合失效模式分析,明确RHU的系统可靠性框图是包壳A和B的并联模型;而意外再入过程依次经历模拟空气动力学过热→热冲击→深海外压3个阶段,此过程为串联过程,因此,RHU在意外再入过程中的可靠性模型为串并联模型,如图2所示。其可靠度R的表达式如下:

基于上述研究得到RHU系统可靠性评估的总体方案,如图3所示。首先根据3σ原则确定各试验条件的分布函数,同时利用ANSYS 有限元分析软件得到各零部件在不同环境载荷下的最大应力,然后基于各试验条件的分布函数,对有限元分析输入的试验条件进行参数化,采用响应面法进行试验设计,得到各零部件在不同环境载荷下的1组样本值,进而拟合出各组最大应力的分布函数,通过应力-强度干涉模型和信仰推断,得到各零部件在不同环境载荷下的可靠度分布函数,最后结合RHU的系统可靠性模型,通过蒙特卡罗仿真,在给定置信水平的前提下,得到RHU在意外再入过程中的系统可靠度置信下限。2 RHU包壳结构可靠性评估

【参考文献】：
期刊论文
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[5]基于相似产品信息的某系统任务可靠性预计方法[J]. 卓红艳.  兵工自动化. 2014(06)
[6]基于相似产品的车床高速主轴系统可靠性预计[J]. 王庆礼,高建民,陈琨,杨培林.  机床与液压. 2011(17)



本文编号：3283515