面向长期贮存的电连接器长寿命设计建模与评估方法的研究

用于长期贮存、一次使用的武器装备系统的电连接器，是实现电信号的传输和控制以及电子与电气设备之间电连接的一种重要配套元件，其贮存寿命既关系武器装备的可靠贮存以及能否达到随时可用和能用的要求，又关系到产品的不合理报废造成的经济损失。如何使电连接器满足装备系统对其提出的苛刻的长贮存寿命要求，尚缺乏相应的长寿命设计与快速评估的理论与方法。.本项目以电连接器为工程实例，研究其结构、材料参数与可靠性指标的关系，建立电连接器长寿命设计的数学模型；研究突发失效和多元性能退化失效并存的建模方法，建立电连接器的贮存可靠性模型；研究突发失效和多元性能退化失效下的贮存可靠性加速试验设计方法和数据统计分析方法，建立电连接器贮存可靠性加速试验模型，解决长期贮存下的电连接器长寿命设计与快速评定问题，形成一套产品长寿命设计准则与规范，以及突发失效和多元性能退化失效并存下的加速试验理论与方法。

本项目以长期贮存、一次使用的武器装备系统为应用背景，通过对J599系列电连接器进行失效物理分析，确定了电连接器在贮存环境下的失效模式和失效机理，从微观层面建立了基于电连接器接触性能退化的接触电阻数学模型；基于该模型，结合接触对表面氧化物膜层的增长规律、膜层生长的化学反应理论以及接触对的功能与结构，分别建立了电连接器贮存环境下的退化轨迹模型、加速退化方程以及寿命分布模型，并建立了电连接器贮存环境下退化失效与突发失效相关下的竞争失效模型；以产品在正常应力水平下对数寿命中位数估计值的渐近方差最小为目标，建立了加速退化试验方案优化设计的数学模型和试验模拟评价的数学模型，并提出了电连接器贮存状态下恒定应力加速退化试验方案模拟评价方法；综合考虑镀层厚度、孔隙率、接触件基体材料、开槽簧片长度以及微观表面形态等尺寸、工艺和材料参数对电连接器接触可靠度的影响，建立了电连接器寿命设计模型；从材料、开槽长度、收口量及镀层厚度四方面入手，开展了相应的J599系列电连接器贮存可靠性定量设计，并对设计后的电连接器进行加速退化试验，检验了上述理论和方法的正确性，确定了电连接器的贮存寿命满足导弹等型号提出的32年贮存期要求。. 本项目所提出的长寿命定量设计方法已用于中国航天科技集团公司第九研究院八二五厂的J599/26(20)FA35电连接器设计，所提出的加速退化试验评价方法已用于电连接器寿命的快速评价，经定量设计后的J599型电连接器已提供给大运载、战略战术武器型号使用。相关研究内容已于2014年12月25日完成成果鉴定。. 在长寿命设计建模与试验评价方法方面，培养博士研究生1名（2015年6月答辩）；在产品失效机理分析，可靠性建模，试验方案的优化设计和模拟评价，以及试验数据的统计分析方面，共发表论文4篇，其中SCI收录2篇，EI收录2篇。