在温度循环条件下测试飞机防滑刹车控制盒故障的方法

在温度循环条件下测试飞机防滑刹车控制盒故障的方法
【专利摘要】一种在温度循环条件下测试飞机防滑刹车控制盒故障的方法，在飞机防滑刹车控制盒的温度循环试验过程中，同时施加了防滑刹车工作电流。温度循环的高温数值根据防滑刹车控制盒的高温工作极限确定，温度循环的低温根据防滑刹车控制盒的低温工作极限确定，所确定的温度循环剖面适用于测试该防滑刹车控制盒敏感于稳步变化的制造缺陷，能够在工作状态下激发防滑刹车控制盒故障的隐患，以有效验证防滑刹车控制盒是否存在研制缺陷，并根据试验结果提出改进建议。
【专利说明】在温度循环条件下测试飞机防滑刹车控制盒故障的方法 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及飞机起落架控制系统的电气产品领域，具体是一种在温度循环过程中 测试飞机防滑刹车控制盒故障的方法。 【背景技术】
[0002] 在温度循环条件下激发电子产品故障的方法是研制过程中的一种试验技术。
[0003] 防滑刹车控制盒是飞机起落架控制系统中的电子产品，设计有控制起飞线刹车功 能、着陆刹车过程中的防滑功能、着陆时的接地保护功能、着陆过程中左、右起落架机轮的 轮间保护等多种功能，任何一种功能不符合设计要求均为发生故障。当防滑刹车控制盒中 的元器件出现故障时，就使上述功能达不到要求。
[0004] 温度循环条件是飞机爬升、下降过程中经常遇到的环境条件，温度变化速率越大， 热应力就越大，防滑刹车控制盒在温度循环作用下容易在焊点部位出现裂纹，丧失上述功 能。温度循环试验是模拟使用中的可能遇到的环境条件进行测试，确定防滑刹车控制盒在 该环境条件下是否发生故障。
[0005] 在制造条件稳定的条件下，当采用温度循环测试的方法测试故障时，高温温度依 据防滑刹车控制盒的高温工作极限确定，低温温度依据低温工作极限确定，通过测试的防 滑刹车控制盒，就认为其能够经受使用过程中的温度变化。
[0006] 当采用普通温度循环测试的方法测试故障时，依据研制要求中规定的高温和低温 确定温度循环的高温和低温，通过测试的防滑刹车控制盒，就认为其敏感于温度循环的故 障基本筛除。
[0007] 未通过测试的防滑刹车控制盒应针对故障原因完成技术改进，直至达到设计要 求。传统研制过程中的温度循环条件分为下列两种：
[0008] 1)按照GJB1032《电子产品环境应力筛选方法》或MIL-STD-2164《电子设备环境 应力筛选方法》施加温度循环条件，升温和降温速率为5°C /min，试验过程中通电。这种方 法虽然对筛选电子产品焊接等缺陷有明显作用，但仍然有一部分焊点在使用过程中发生断 裂，或出现其他故障，筛选缺陷不彻底；
[0009] 2)按照美国通用汽车公司牵头编写的GMW8287《高加速寿命/高加速应力筛选和 抽检》中的快速温度循环方法进行测试，升温和降温速率为45°C?60°C /min，试验过程中 通电，虽然对筛选电子产品焊接缺陷有显著作用，但由于忽略了工作电流对焊接等缺陷的 影响，因此在温度循环和工作电流条件下的焊接等缺陷激发作用不是很理想；
[〇〇1〇] 为了克服上述不足，国内外电子行业一直在寻求更加有效的激发电子产品焊接等 缺陷的测试技术。
[0011] 国外现状：
[0012] 国外采用下列两种方法激发电子产品的焊接缺陷：
[0013] 1)采用MIL-STD-2164标准进行电子产品的温度循环测试，测试过程中通电但不 工作；测试过程中采用环境应力筛选设备；
[0014] 2)采用GMW8287标准进行电子产品的快速温度循环测试。根据快速温度循环测试 过中激发出电子产品的焊接缺陷进行技术改进；在快速温度循环测试过程中施加温度应力 并通电，但不施加工作电流。采用HALT/HASS试验设备进行快速温度循环测试，这种设备的 温度变化速率可以达到60°C /min。
[0015] 国内现状：
[〇〇16] 国内采用下列两种方法激发电子产品的故障：
[0017] 1)大部分国有企业采用GJB1032标准进行电子产品的环境应力筛选，筛选过程中 通电但不工作；测试过程中采用环境应力筛选设备；
[0018] 2) -部分三资或独资企业采用GMW8287标准进行电子产品的快速温度循环测试， 采用可靠性强化试验设备进行测试。这种设备的温度变化速率可以达到60°C/min。在快 速温度循环测试过程中施加温度变化应力并通电，但不施加工作电流。
[0019] 国内未颁布推行GMW8287标准，因此快速温度变化试验尚未作为规定的试验技 术，国有企业的出厂产品仍然按照GJB1032中规定的普通方法进行筛选。
[0020] 中航工业综合技术研究所，广州电子五所、北航可靠性工程研究所等单位研究快 速温度变化试验技术均已有10多年时间，可靠性强化试验设备和技术能力通过了国家技 术鉴定，成为国家级环境与可靠性试验的资质单位。
[0021] 综上所述，国内外现有电子产品的温度循环测试技术有两种，一种是在:rc? 5°C /min的温度循环条件下测试，执行的标准是MIL-STD-2164或GJB1032 ;另一种是在快 速温度循环条件下测试，执行的标准是GMW8287。这两种方法的共同特点是在测试过程中仅 通电，不工作，未考虑工作电流对电子产品的下列影响作用：
[0022] 1)当电子产品处于高温环境时，工作电流使电子产品内部的温度高于环境温度， 容易广生商温损伤；
[0023] 2)当电子产品处于低温环境时，工作电流使电子产品产生热量，环境低温作用在 产生热量的元器件上，使这些元器件承受温度变化，出现热损伤。
[0024] 因此现有温度循环测试技术存在筛选故障不彻底的情况。
[0025] 为克服现有技术的不足，本发明公开了一种飞机防滑刹车控制盒温度循环的试验 方法，本发明技术在施加工作电流的条件下试验；本发明技术在GMW8287的基础上施加工 作电流测试防滑刹车控制盒的故障，测试过程中使用可靠性强化试验设备。
[0026] 本发明采用可靠性强化试验设备测试防滑刹车控制盒的故障，可靠性强化试验设 备也叫HALT/HASS试验设备，且在盖盖条件下进行。
[0027] 在专利号为201110310883. 2的发明中公开了一种确定防滑刹车控制盒低温工作 应力极限的试验方法。该方法使用可靠性强化试验试验设备进行测试，试验参数具有下列 技术特征：
[0028] 1)低温步进试验的降温速率范围：25°C /min?60°C /min ;
[0029] 2)在每一步长上降温后的保持时间为5min;温度平衡后的性能测试时间为 5min ；
[0030] 3)防滑刹车控制盒技术改进后的低温工作极限分别为：-70°C，_75°C，_80°C ;
[0031] 4)试验样件的工作频率4次/min。
[0032] 本发明低温试验的参数参照上述参数确定。
[0033] 在专利号为201110310885. 1的发明中公开了施加工作电流测试防滑刹车控制盒 高温工作应力极限的方法。该方法使用可靠性强化试验试验设备进行测试，试验参数具有 下列技术特征：
[0034] a)高温步进试验的升温速率：20 °C /min?60 °C /min ;
[0035] b)在每一步长上升温后的保持时间为5min，温度平衡后的性能测试时间为5mi :
[0036] c)防滑刹车控制盒进行技术改进后的高温工作极限：100°C，120°C，130°C ;
[0037] d)试验样件的工作频率4次/min。
[0038] 本发明高温试验的参数参照上述参数确定。
【发明内容】

[0039] 为克服现有技术的不足，现有技术激发电子产品的故障能力有限，本发明提出了 一种在温度循环条件下激发故障的方法。
[0040] 本发明的具体过程包括以下步骤：
[0041] 步骤1，确定防滑刹车控制盒温度循环的高温数值：
[0042] 所述防滑刹车控制盒温度循环的高温数值为95?125°C ;
[0043] 步骤2,确定防滑刹车控制盒温度循环的低温数值：
[0044] 所述防滑刹车控制盒温度循环的低温数值为一 65?一 75°C ;
[0045] 步骤3,确定试验箱内温度的上升速率和下降速率：
[0046] 温度变化速率范围为25°C /min?55°C /min ;所述试验箱内温度的上升速率和下 降速率均为25°C /min ;
[0047] 步骤4,确定防滑刹车控制盒输出的工作电流：
[0048] 防滑刹车控制盒的工作电流在0mA?40mA之间变化；其中：防滑刹车控制盒工作 电流的频率为4次/min?12次/min、幅值为0mA?40mA，循环特性为脉动形式；
[0049] 步骤5,确定防滑刹车控制盒工作电流的输出时长
[0050] 防滑刹车控制盒工作电流的输出时长是在完整的试验剖面中始终输出工作电流， 并且以4次/min?12次/min的变化频率，在0mA?40mA之间变化；
[0051] 步骤6,确定可靠性强化试验箱在最高温度和最低温度下的持续时间：
[0052] 所述可靠性强化试验箱达到最高温度后的保持时间为50?60min，可靠性强化试 验箱达到最低温度后的保持时间为60?70min ;所述在试验箱温度达到设置的最高温度 后，防滑刹车控制盒的继续升温时间、防滑刹车控制盒达到最高温度后的保持时间、性能检 测时间之和；所述可靠性强化试验箱在最低温度下的持续时间是：在试验箱温度达到设置 的最低温度后，防滑刹车控制盒的继续降温时间、防滑刹车控制盒达到最低温度后的保持 时间、性能检测时间之和。
[0053] 步骤7,确定温度循环次数：
[0054] 所述温度循环次数为3次?5次；
[0055] 步骤8,按照温度循环试验要求进行试验：
[0056] 试验的具体过程是：
[0057] 第一步，试验前的准备工作；
[0058] 第二步，开始试验；试验过程中对防滑刹车控制盒施加并保持0mA?40mA的工作 电流；防滑刹车控制盒的工作频率为4次/min?12次/min ;
[0059] 试验过程为：
[〇〇6〇] 对防滑刹车控制盒施加工作电流并保持，同时将可靠性强化试验箱的温度调至 20°C，稳定后以25°C /min?55°C /min的降温速率将试验箱内的温度降至-65°C?_75°C， 并保持60min?70min ;保温结束后，以25°C /min?55°C /min的升温速率将试验箱内的 温度升高至95°C，并保持50min?60min ;保温结束后，以-25°C /min?55°C /min的降温 速率将试验箱内的温度降低至20°C ;至此完成一个温度循环过程；
[0061] 不断重复所述温度循环过程5次，完成防滑刹车控制盒在温度循环条件下的性能 试验；
[〇〇62] 在上述温度循环试验过程中调整输入电压的大小，具体电压数值是：第一个温度 循环过程中输入电压为31V，第二个温度循环过程中输入电压为27V，第三个温度循环过程 中输入电压为23V，第四个温度循环过程中为输入电压31V，第五个温度循环过程中输入电 压为27V ;在上述输入电压条件下，防滑刹车控制盒应能正常工作；
[0063] 通过温度循环试验的标准是在5个循环内未发生故障；当在5个循环的试验过程 中未出现故障，就通过了试验，试验结束；
[0064] 当在5个循环的试验过程中出现了故障，应进行技术改进，改进后重新进行温度 循环试验，直至在5个温度循环的试验过程中未出现故障。
[〇〇65] 本发明采用可靠性强化试验设备测试，在测试过程中施加工作电流，温度循环的 高温数值根据防滑刹车控制盒的高温工作极限确定，温度循环的低温根据防滑刹车控制盒 的低温工作极限确定，所确定的温度循环剖面适用于测试该防滑刹车控制盒敏感于稳步变 化的制造缺陷。
[〇〇66] 本发明所述防滑刹车控制盒的温度循环试验过程中，同时施加了防滑刹车工作电 流，具有在工作状态下激发防滑刹车控制盒故障隐患的优点，因为防滑刹车控制盒在工作 状态下元器件的发热量和非工作状态下的发热量不同，施加工作电流可以有效验证防滑刹 车控制盒是否存在研制缺陷，并根据试验结果提出改进建议。
[0067] 本发明具有以下特点：
[〇〇68] 1)根据可靠性强化试验箱的特点，发明了一种防滑刹车控制盒在温度循环条件下 测试故障的方法，能够在2天内激发防滑刹车控制盒敏感于温度变化的薄弱环节，提出技 术改进措施，起到节能降耗的绿色效果；
[〇〇69] 2)将防滑刹车控制盒的温度循环试验数据作为制定综合应力试验程序的依据，
[〇〇7〇] 得到采用可靠性强化试验箱进行防滑刹车控制盒综合应力试验的方法；
[〇〇71] 本发明中给防滑刹车控制盒施加温度循环和工作电流，按本发明的方法进行试验 能够激发出元器件虚焊等故障，采取技术改进措施就能达到消除故障隐患的目的。
[0072] 本发明消除了现有技术的上述不足。
[0073] GJB450A规定在试验前应编写试验程序，本发明的剖面图在实施温度循环试验前 输入可靠性强化试验箱的控制电脑。
[0074] 表1现有温度循环试验方法和本发明的对比表
[0075]
【权利要求】
1. 一种在温度循环条件下测试飞机防滑刹车控制盒故障的方法，其特征在于，所述测 试飞机防滑刹车控制盒故障的过程是在盖盖条件下进行，具体过程是： 步骤1，确定防滑刹车控制盒温度循环的高温数值： 所述防滑刹车控制盒温度循环的高温数值为95?125°C ; 步骤2,确定防滑刹车控制盒温度循环的低温数值： 所述防滑刹车控制盒温度循环的低温数值为一 65?一 75°C ; 步骤3,确定试验箱内温度的上升速率和下降速率： 温度变化速率范围为25°C /min?55°C /min ;所述试验箱内温度的上升速率和下降速 率均为25°C /min ; 步骤4,确定防滑刹车控制盒输出的工作电流： 防滑刹车控制盒的工作电流在OmA?40mA之间变化；其中：防滑刹车控制盒工作电流 的频率为4次/min?12次/min、幅值为0mA?40mA，循环特性为脉动形式； 步骤5,确定防滑刹车控制盒工作电流的输出时长 防滑刹车控制盒工作电流的输出时长是在完整的试验剖面中始终输出工作电流，并且 以4次/min?12次/min的变化频率，在0mA?40mA之间变化； 步骤6,确定可靠性强化试验箱在最高温度和最低温度下的持续时间： 所述可靠性强化试验箱达到最高温度后的保持时间为50?60min，可靠性强化试验箱 达到最低温度后的保持时间为60?70min ; 步骤7,确定温度循环次数： 所述温度循环次数为3次?5次； 步骤8,按照温度循环试验要求进行试验： 试验的具体过程是： 第一步，试验前的准备工作； 第二步，开始试验；试验过程中对防滑刹车控制盒施加并保持OmA?40mA的工作电流； 防滑刹车控制盒的工作频率为4次/min?12次/min ;试验过程为： 对防滑刹车控制盒施加工作电流并保持，同时将可靠性强化试验箱的温度调至20°C， 稳定后以25°C /min?55°C /min的降温速率将试验箱内的温度降至-65°C?-75°C，并保 持60min?70min ;保温结束后，以25°C /min?55°C /min的升温速率将试验箱内的温度 升高至95°C，并保持50min?60min ;保温结束后，以-25°C /min?55°C /min的降温速率 将试验箱内的温度降低至20°C ;至此完成一个温度循环过程；不断重复所述温度循环过程 5次，完成防滑刹车控制盒在温度循环条件下的性能试验； 在上述温度循环试验过程中调整输入电压的大小，具体电压数值是：第一个温度循环 过程中输入电压为31V，第二个温度循环过程中输入电压为27V，第三个温度循环过程中输 入电压为23V，第四个温度循环过程中为输入电压31V，第五个温度循环过程中输入电压为 27V ;在上述输入电压条件下，防滑刹车控制盒应能正常工作；通过温度循环试验的标准是 在5个循环内未发生故障；当在5个循环的试验过程中未出现故障，就通过了试验，试验结 束； 当在5个循环的试验过程中出现了故障，应进行技术改进，改进后重新进行温度循环 试验，直至在5个温度循环的试验过程中未出现故障。
2.如权利要求1所述在温度循环条件下测试飞机防滑刹车控制盒故障的方法，其特征 在于，步骤6中所述可靠性强化试验箱在最高温度下的持续时间是：在试验箱温度达到设 置的最高温度后，防滑刹车控制盒的继续升温时间、防滑刹车控制盒达到最高温度后的保 持时间、性能检测时间之和；所述可靠性强化试验箱在最低温度下的持续时间是：在试验 箱温度达到设置的最低温度后，防滑刹车控制盒的继续降温时间、防滑刹车控制盒达到最 低温度后的保持时间、性能检测时间之和。
【文档编号】G05B23/02GK104049630SQ201410256166
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】乔建军, 陈永强, 刘刚, 周世民, 彭娟, 张宏艳 申请人:西安航空制动科技有限公司