太阳翼驱动机构滚动轴承加速寿命试验方法龚浙安，李彦锋，刘宇，黄洪钟，汪忠来（电子科技大学机械电子工程学院，成都611731)摘要:滚动轴承是太阳翼驱动机构谐波齿轮传动系统的重要组成部件，受到时间、技术和费用的限制，如何确切验证滚动轴承的寿命指标是一个难点。本文确定了太阳翼驱动机构滚动轴承加速应力、寿命服从分布以及加速模型，在此基础上设计了合理的加速寿命试验方案。对寿命服从何种分布进行假设检验后，给出了试验数据的具体分析方法，对滚动轴承寿命指标予以验证。关键词：航天器；轴承；疲劳试验；疲劳寿命；可靠性分析:V423;TB114.3文献标识码:AAmethodofacceleratedlifetestforrollingbearingofsolararraydriveassemblyGongZhean,LiYanfeng,LiuYu,HuangHongzhong,WangZhonglai(SchoolofMechatronicsEngineering,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,ChengDu611731)Abstract:Rollingbearingisanimportantpartofharmonicgeartransmissionsysteminsolararraydriveassembly,andhowtoexactlyverifyitslifeisadifficultproblemduetolimitationsoftime,technologyandcost.Onthebasisofdeterminingacceleratedstress,lifedistributionandaccelerationmodel,aprogramofacceleratedlifetestforrollingbearingwasdesigned.Afterhypothesistestingoflifedistribution,amethodforanalyzingtestdatawasproposed,andfinallythelifeindexofrollingbearingwasverified.Keywords:spacecraft;bearings;fatiguetesting;fatiguelife;reliabilityanalysis对长寿命、高可靠航天器机构而言，寿命是一个重要的指标。受到时间、技术和费用的限制，如何验证航天器机构重要部件的寿命指标是一个难点。对于一些寿命时间长达十多年的航天器机构，如果采用正常使用条件下的寿命试验验证，所耗费的时间和费用将难以承受。同时，航天产品多为小样本且研制成本昂贵，不可能增大样本量以缩短试验时间。因此加速寿命试验在降低航天器机构可靠性试验费用和缩减试验时间方面具有重要作用。谐波齿轮传动系统是太阳翼驱动机构的关键子系统之一，而滚动轴承作为谐波齿轮传动系统的重要组成部件，其可靠性直接关系到太阳翼驱动机构这类连续转动机构能否正常工作。针对太阳翼驱动机构滚动轴承，笔者设计了加速寿命试验方案，并给出试验数据具体分析步骤，对滚动轴承寿命指标予以验证。1967年，美国罗姆航空研发中心(RomeAirDevelopmentCenter：RADC)首次提出了加速寿命试验的概念[1]。简单来说，加速寿命试验的基本原理就是在失效机理不变的基础上，加大试验应力以缩短试验周期，同时寻找产品寿命与应力之间的数学关系（如图1所示），通过外推的方法获得正常应力水平下的产品寿命，验证正常状态下的产品寿命[2-3]。在进行加速寿命试验时，要遵循以下几条原则[4]：1)在不同应力下的失效机理应保持不变，不能出现新的失效机理，不然就将破坏寿命外推的基础，加速寿命试验将失去意义。滚动轴承失效机理主要有3个：①套圈或滚珠的塑性变形；②套圈或滚珠的疲劳断裂；基金项目：国家自然科学基金(71101017)；高等学校博士学科点专项科研基金(20110185120014)；中央高校基本科研业务费专项资金(ZYGX2011J084)作者简介：龚浙安，（1987-），男，硕士研究生，主要研究方向：系统可靠性设计与分析。通信联系人：黄洪钟，教授，主要研究方向：可靠性设计、故障诊断与寿命预测。hzhuang@uestc.edu-1-0③磨损加大至一定阈值。当增大应力时，滚动轴承不能出现新的失效机理。2)试验的样本量应达到一定数目，能对高应力水平下的寿命进行统计分析。3)所施加的应力水平应当是可控的，且不能超过试验件所能承受的最高应力水平。图1寿命与应力间的数学关系Fig.1Mathematicalrelationshipbetweenlifeandstress11.1试验的几个关键点加速应力的选取和施加加速应力的选取应当遵循“加快产品失效，但不改变失效机理”的原则，一般而言，可以根据产品的失效机理或者失效模式来选择适宜的加速应力。对于低速固体润滑太阳翼驱动机构这类连续转动机构，其寿命取决于寿命期内累计转过圈数，其失效主要取决于功率信号导电...