環境溫度對飛機導線失效影響的分析及計算

石　靜

（成都航空職業技術學院航空維修工程系，四川成都　610100）

環境溫度對飛機導線失效影響的分析及計算

石靜

（成都航空職業技術學院航空維修工程系，四川成都610100）

本文針對飛機導線在環境溫度作用下的失效機理進行了研究與分析，重點研究了飛機導線的失效模式和失效機理，通過導線失效情況進行統計和分析，在導線失效模式中，溫度影響失效是主要的失效模式，建立了環境溫度下基于阿倫尼斯的導線壽命模型，并對阿倫尼斯參數的計算方法進行了研究，建立飛機導線加速壽命方程。最終得出隨著環境溫度的升高，導線越容易失效的結論。

飛機導線環境溫度壽命模型失效率

1　引言

本文針對飛機導線的失效機理進行細致研究，重點研究了飛機導線的失效模式和失效機理，采取對應措施，避免故障發生。通過本文的研究，可以對航空公司及相關飛機導線生產公司一些技術上的參考，以減少一些經濟損失。

2　阿倫尼斯模型數學推導

產品特性從退化到失效需要經歷一定的過程，這種不斷變化的過程要積累到相當的程度才會發生，失效就是產品壽命的結束，所以變化速度越快，壽命就會越短［1］。1889年，阿倫尼斯在研究蔗糖水的轉化反應中總結出：某產品的性能退化速率與激活能指數呈反比狀態，公式如下所示：

式中， M-產品某特性值的退化量； /Mt-定常溫度下的退化速率，與時間t呈線性函數；玻耳茲曼常數； T-絕對溫度；0A-常數； t-反應時間； EΔ-失效機理激活能，以eV為單位，定義對同一類產品的同一種失效模式為常數。

假定產品初始狀態的退化量為1M，對應時間為1t；第二個狀態的退化量為2M，對應時間為2t。當溫度 T為常數時，12～tt時間內的累積退化量為：

繼續整理后可得：

假設：

t=t2-t1

整理可變為：

當退化量2M達到某個值pM時，判定該器件失效，這里的時間差是產品從t1開始推算的壽命，公示表達為：

式中， ，A B-待定參數； L-某壽命特征，類似中位和平均壽命等。

當在不同溫度 T1，T2下，經過這段時間差之后，特性值或退化量趨近相同后，可采用公式（1）推導出加速系數的公式如下所示：

3　溫度應力影響下的參數估計

按照加速壽命試驗的理論對導線進行定數截尾恒定應力加速壽命試驗，在短時間內獲得失效數據結果。導線與電連接器都可以看作是由n個環節構成的鏈狀模型，某一環節所受應力強度超過其承載強度時整個模型產生失效，由于試驗進度的原因，此處選用航天器電連接器在溫度應力作用的加速壽命試驗數據進行前期估計計算［2］。

溫度應力對導線壽命影響模型為下述線性化方程

待估計參數 EΔ， Λ可以通過求解線性參數01，γγ來獲得。綜合η及其對應的絕對溫度T，采用最小二乘法進行線性擬合獲得方程參系數01，γγ。采用最小二乘法，運行得到0γ= -12.9，1γ=7691。

得到的加速壽命方程為：

4　結語

本文以飛機導線為研究對象，重點研究了飛機導線的失效模式和失效機理，通過導線失效情況進行統計和分析，在導線失效模式中，溫度影響失效是主要的失效模式，建立了環境溫度下基于阿倫尼斯的導線壽命模型，并對阿倫尼斯參數的計算方法進行了研究，建立飛機導線加速壽命方程。最終得出隨著環境溫度的升高，導線越容易失效的結論。

［1］陳躍良，卞貴學，郁大照，等.腐蝕環境下飛機結構疲勞全壽命評估模型［J］.機械強度，2013：137-143.

［2］張國防.計入導線故障的民機安全性定量分析方法研究［J］.航空工程進展，2012，3（2）：241-246.

石靜（1982—），女，山東濟寧人，漢族，碩士研究生，助教，研究方向：航電（飛機傳感器，飛機燃油流量消耗、飛機儀表顯示、飛機線路標準施工）。