一种适用星上设备的应力综合筛选试验方法与流程

本发明涉及卫星电子产品的试验，具体涉及一种适用星上设备的应力综合筛选试验方法。

背景技术：

随着卫星型号快速发展，研制周期缩短，相应的卫星研制流程需进行优化，特别是占有研制周期五分之一的星上设备的试验方法也需酌情优化。

卫星设备的试验项目通常包括振动、真空、热、空间环境适应性试验以及可靠性筛选试验。一直以来，卫星电子产品的筛选试验贯彻国军标gjb1032《电子产品环境应力筛选方法》的要求，通常是机械应力加电应力、热应力加电应力的方法。随着电子元器件各项环境试验，如振动、湿度、温度交变等综合试验方法的实施，为了适应星上设备快速响应的需求，需要对星上设备进行电应力、随机振动应力和温度应力综合试验。

技术实现要素：

本申请提供一种适用星上设备的应力综合筛选试验方法，所述应力综合为温度应力、机械振动应力和电应力的综合，所述应力综合筛选试验方法包括步骤：

确认试件的质量等级、电装工艺是否符合上天飞行要求，若符合执行以下步骤；

设置满足试件符合上天飞行要求的温度应力、机械振动应力和电应力；

通过电应力对所述试件进行加电后，综合温度应力和机械振动应力对所述试件进行试验，以模拟满足符合上天飞行要求状态的试件在应力综合试验过程中是否发生故障。

一种实施例中，所述设置满足试件符合上天飞行要求的温度应力，具体为：通过分析试件中元器件所占比例和试件中电路板功耗大小，在预设的循环次数选择表中选择温度循环次数，确定温度应力的施加。

一种实施例中，所述设置满足试件符合上天飞行要求的机械振动应力，具体为：

通过低量级正弦低频振动，寻找出试件中电路板振动最敏感方向；

按照振动最敏感方向与振动推力方向成90°安装试件；

根据试件重量，选择控制点数控制，控制点与点之间间隔90°安装振动传

感器；

按照规定的机械振动应力试验条件设置振动应力。

一种实施例中，所述设置满足试件符合上天飞行要求的电应力，具体为：根据试件在轨不同模式，选择功耗最大的模式作为试件加电模式。

一种实施例中，所述通过电应力对所述试件进行加电后，综合温度应力和机械振动应力对所述试件进行试验，具体为：

先施加温度应力试验条件，至第一个高温停留末端开始累积温度循环次数；

在第一个循环的低温段施加振动应力，对试件开始试验；

以后至温度循环次数结束前在经验值的温度循环次数中分别按照第一个循环的方式加上振动应力，对试件试验。

依据上述实施例的应力综合筛选试验方法，相对已有的试验项目，减少试验项目和试验周期，并同时提高试验筛选率1.3倍以上。

附图说明

图1为应力综合试验流程图；

图2为应力综合试验测试图；

图3为应力综合试验试验条件实施剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

为了适应快速响应卫星研制周期短、经费紧张的工程研制需求，本发明提供了一种适用星上设备的应力综合筛选试验方法，应力综合试验采取的是温度应力、机械振动应力、电应力的三种应力综合。

在本发明实施例中，为了使本例提供的应力综合试验方法具有一定的代表性，适应当前一般电子产品主要由分立元器件(电阻、电容、普通集成电路等)和表贴器件(cpu、fpga、ram、rom等)组成的特点，首先设计了故障模拟板，继而进行了单应力和应力综合试验比较；最后应用于星载数管计算机验证试验。

本领域技术人员都知道，卫星产品的电子线路板根据产品的功能特性实际有多种类型，包括分类器件、表贴器件以及质心高、重量大等，在下面的实施例中，就以一个上天飞行备份单机(数管计算机)为例说明具体的实施过程。选择可同时施加振动应力和温度应力的试件。

基于上述设定，本例的应力综合筛选试验方法的流程图如图1所示，具体包括以下步骤。

s1：确认试件的质量等级、电装工艺是否符合上天飞行要求，若符合执行以下步骤。

由于本例是对满足上天飞行要求的星上设备进行的试验，因此，需要确认试件的状态，具体的，要确认选用的试件质量等级答元器件大纲规定的上天质量等级，要确认试件的各项电装工艺为成熟工艺，使试件符合上天飞行要求。

s2：设置满足试件符合上天飞行要求的温度应力、机械振动应力和电应力。

其中，设置满足试件符合上天飞行要求的温度应力的具体方式为：通过分析试件中元器件所占比例和试件中电路板功耗大小，在预设的循环次数选择表中选择温度循环次数，确定温度应力的施加，其中，温度应力按温度循环应力表设定温度循环应力，温度循环次数按循环次数选择表选择温度循环次数。

温度循环应力表

循环次数选择表

以数管计算机为例，数管计算机共两块电路板：一块电源板(电源板都为直插式分类元器件，功耗7.8w)、一块数据通信板(数据通信板大部分都为表贴器件，功耗3.5w)；通过分析试件中元器件所占比例和电路板功率大小，按“循环次数选择表”选择温度循环次数24.5次。

设置满足试件符合上天飞行要求的机械振动应力，具体为：

通过低量级正弦低频振动，寻找出试件中电路板振动最敏感方向，最敏感方向为垂直板面方向；

按照振动最敏感方向与振动推力方向成90°安装试件；

根据试件重量，选择控制点数控制，控制点与点之间间隔90°安装振动传感器；具体的，数管计算机重6.5kg，选择2点平均控制，控制点与点之间间隔90°安装振动传感器；

按照规定的机械振动应力试验条件设置振动应力。本例中，按下表机械振动应力试验条件设置振动应力。

机械振动应力表

设置满足试件符合上天飞行要求的电应力，具体为：根据试件在轨不同模式，选择功耗最大的模式作为试件加电模式；数管计算机在轨模式分实时数据处理和先记录后处理两种模式；其中实时数据处理模式功耗最大，试验时选择单机加电模式为实时数据处理模式。

s3：通过电应力对试件进行加电后，综合温度应力和机械振动应力对试件进行试验，以模拟满足符合上天飞行要求状态的试件在应力综合试验过程中是否发生故障。

在步骤s3之前，还要按试件需求建立测试系统，并调至正常测试状态，应力综合试验测试系统的示意图如图2所示，包括测试台，测试台根据各应力数据对目标测试板的状态进行测试，待检测到故障时，通过故障修复继续对目标测试板进行测试，直到调至正常测试状态。

具体的，试件加电后，按照附图3先开始施加温度应力试验条件，至第一个高温停留末端开始累积热循环次数；在第一个循环的低温段(按照附图3)施加振动应力，同时试件开始测试；以后至温度循环次数结束前在经验值的温度循环次数中分别按照第一个循环的方式加上振动应力，对试件试验，具体的，以后至第7次、第14次、第21次、第24次，按照第一个循环的做法加上振动应力。

在试验过程中共发现10个故障(3个引线在试验脱开；2个电阻引脚在试验中脱开；4个电容引脚在试验中脱开；1个电源稳压芯片电路失效，试验测不出信号)。试验过程中及时排除故障，直至完成规定试验。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。