高低温湿热试验箱多学科协同可靠性仿真分析技术

日期：2024-11-24 16:03

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摘要：高低温湿热试验箱技术规格：型号 SEH-150 SEH-225 SEH-408 SEH-800 SEH-1000 工作室尺寸(cm) 50×50×60 50×60×75 60×80×85 100×80×100 ...

型号				SEH-150	SEH-225	SEH-408	SEH-800	SEH-1000
工作室尺寸(cm)				50×50×60	50×60×75	60×80×85	100×80×100	100×100×100
外形尺寸（cm）				115×75×150	115×85×165	130×105×170	165×105×185	170×125×185
性能	温度范围			0℃/-20℃/-40℃/-70℃～+100℃/+150℃/+180℃
	温度均匀度			≤2℃
	温度偏差			±2℃
	温度波动度			≤1℃（≤±0.5℃,按GB/T5170-1996表示）
	升温时间			+20℃～+150℃/约45min (空载)
	降温时间			+20℃～-20℃/30min/ +20℃～-40℃/50min/ +20℃～-70℃/60min/(空载)
湿度范围				（10）20～98%RH
湿度偏差				±3%(＞75%RH), ±5%(≤75%R上)
温度控制器				中文彩色触摸屏+ PLC控制器（控制软件自行开发）
低温系统适应性				独特的设计满足全温度范围内压缩机自动运行
设备运行方式				定值运行、程序运行
制冷系统		制冷压缩机		进口全封闭压缩机
		冷却方式		风冷（水冷选配）
加湿用水				蒸馏水或去离子水
**保护措施				漏电、短路、超温、缺水、电机过热、压缩机超压、过载、过流
标准装置				试品搁板(两套)、观察窗、照明灯、电缆孔（φ50一个）、脚轮
电源				AC380V 50Hz 三相四线+接地线
材料			外壳材料	冷轧钢板静电喷塑(SETH标准色)
			内壁材料	SUS304不锈钢板
			保温材料	硬质聚氨脂泡沫

当前全球科技水平的不断提升使得航空航天、**装备等行业得到**发展。高科技产品功能结构复杂、系统组成庞大、研发周期长费用高、可靠性问题突出。传统的基于统计的可靠性设计分析方法，与性能设计专业技术体系不一致，在设计过程中难以相互融合，造成可靠性设计分析工作往往滞后于性能设计分析工作，可靠性设计分析难以对产品的设计状态产生真正影响。同时，传统的可靠性试验与评估方法需要大量新研产品进行试验，往往在研制后期才能开展。通过可靠性试验发现产品薄弱环节再进行设计更改，时间周期长并且代价较大。工程实践表明，传统的可靠性设计分析与试验评估方法，越来越难满足高科技产品高可靠长寿命的需求。

近年来，数字样机与虚拟仿真等相关技术发展迅速，国内外大部分科研机构都采用虚拟仿真技术进行产品三维建模装配与功能/性能分析，从而在设计阶段早期获得产品性能参数并改进设计。目前，将可靠性工作融入到产品设计和分析仿真过程，在工程上有着强烈的需求。可靠性仿真技术充分利用产品现有的功能/性能模型及相关CAD工具，以系统功能/性能模型为内核，以可靠性模型为外壳，联合各专业CAD工具建立综合集成环境，实现可靠性与性能一体化建模仿真，支持在设计阶段开展基于仿真的可靠性设计、分析与评价。可靠性仿真结果可以为可靠性与性能的协同设计与分析提供模型与数据支持。综上可知，可靠性仿真技术对于解决工程中可靠性设计与性能设计“两张皮”问题具有极高的实用价值。

在可靠性仿真分析时，很多情况下难以直接建立应力、应变、位移等与载荷、材料、结构尺寸的关系，尤其在多学科协同仿真分析情况下，往往需要借助各种CAE工具，如有限元、多体动力学来进行分析，这种情况下反映为功能函数与基本随机变量的关系是隐式的。

从可靠度计算的角度分析，模拟法和响应面法一般只需要获得功能函数在给定样本点的值，这些值可以借助多种CAE工具分析获得，再对结果进行统计来计算可靠度；一次可靠度法不仅需要计算功能函数的值，还需要获得功能函数关于随机向量的梯度。

利用多种CAE工具进行可靠性仿真计算，必须解决以下2个问题：

（1）可靠度计算程序对每种CAE软件的封装和调用，以实现功能函数值的计算；
（2）梯度的计算，这可以在获得功能函数值的基础上采用有限差分法计算。

因此关键是实现利用每种CAE工具实现功能函数值的计算。

有两种实现可靠性仿真计算的思路：抽样仿真和迭代仿真，如图所示。

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