真空热实验模拟

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主要用途：

为了检验卫星各子系统的电性能并消除其相互的干扰, 需对卫星上广泛使用的半导体器件进行老化试验处理, 后来又出现了热应力筛选试验。所谓热应力筛选试验, 就是在常温、常压下进行热循环试验, 将潜在的失效通过加大热应力的办法将其显现出来并加以消除, 使器件的失效进入稳定过渡期, 最后在寿命终比前又出现失效高发期。这样就形成了一浴盆曲线, 即早期和晚期是事故高发期, 中期是事故低发期。通过热应力筛选试验可以大大提高电子器件的可靠性, 从而提高卫星的可靠性。从卫星发生的事故来看, 发现大致上遵循浴盆曲线, 但中期阶段并不是一直线, 而是一向下倾斜的有起伏的驼峰曲线, 其形成机制至今未有圆满解释。我们认为这是因为卫星处于失重的热真空环境中, 换热居主导地位的是热辐射而非热对流, 并且是在微重力环境下, 很容易造成局部过热而引发事故。所以, 卫星在做了常温常压下的热循环试验之后, 还必须作热真空环境下的热循环试验。试验次数由原来的次减至现在的次, 这样既节省了试验费用, 也达到了提高卫星可靠性的目的。

为了检验卫星通过温控措施后的效果, 必须通过热平衡试验的考验。由于卫星的换热主要是通过热辐射的方式, 热真空平衡试验时间长、费用高, 对研制周期的影响也大。能否找到一个简单的办法, 只通过较短时间的试验数据就预报出它的平衡温度来呢对此, 我们认为卫星的平衡温度点就是指此点的温度不随时间变化, 其时间变化率为零。因此在预测时将微分项等于零, 就成了解非线性代数方程, 则可求出平衡温度。根据协同论, 在众多相互有关的子系统中起支配作用的是慢系统。由于起基础作用的是辐射项, 它是慢系统, 而传导项是快系统, 仅在系统初期有点作用, 因此在方程中可将传导项去掉, 方程的基本解是反正切函数。这样可通过控制论的系统辨识的方法,测出此种函数的基本参数, 从而可预示出它的平衡温度。当然还可用求微分方程拐点的办法找到转换温度点, 然后求平衡温度。这样可以达到减少试验时间、降低试验费用、缩短研制周期的目的。