金属化膜电容器是惯性约束聚变激光装置能源系统最重要的元器件之一,其可靠性水平对整个装置的可靠性和运行维护费用有着重要的影响。在分析金属化膜电容器失效机理的基础上,采用Wiener过程对其性能退化过程进行建模,得到了其寿命分布。在此基础上,提出了一种综合性能退化数据和寿命数据的可靠性评估方法。给出了一种评估精度的分析方法,对综合评估方法和基于性能退化数据评估方法的精度进行了分析,结果表明,综合评估方法的评估精度高于基于性能退化数据的评估方法的评估精度。

基于金属化膜脉冲电容器的失效机理,研究了基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性评估问题,给出了一个该型电容器的加速退化失效模型和参数统计推断方法.基于试验数据可求得该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.066 9×10-8和0.022 1,将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电20 000次的可靠度为0.972 4.使用这种分析方式对金属化膜脉冲电容器进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用.

根据强激光能源模块高储能密度电容器在工作过程中,受到连续冲击而使退化失效具有累积效应的特点,提出了利用产品运行过程中性能参数退化的信息,用复合Poisson过程对退化轨道建模并进行可靠性评估的方法.给出了模型参数的矩估计和电容器的平均退化量、可靠度、平均寿命等可靠性指标评估的Bootstrap仿真过程.并通过实例说明了该评估方法在工程中的应用.基于电容退化信息的可靠性评估方法,可以在极少甚至没有寿命数据的情况下给出客观可信的评估结果,在理论和应用上都具有重要的价值.

高储能密度金属化膜脉冲电容器是惯性约束聚变装置的关键元器件,由于其"自愈"特性,在短时间内很难得到它的失效数据.通过分析电容器的失效机理,给出了金属化膜脉冲电容器的一个耗损失效模型,推导了该模型的失效概率密度函数和分布函数,并利用电容器的性能衰退数据对其进行了可靠性分析.所选的某型金属化膜脉冲电容器未知参数估计值为0.000 119 4和0.006 7,将该值代入失效分布函数和概率密度函数中,从而确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电10 000次的可靠度为0.988 5,预计寿命为23 461次充放电.在工程实践中使用该模型对该型电容器进行可靠性分析可节约大量的试验成本.

从不同的侧面给出神光-Ⅲ原型装置可靠性各种定量描述,以方便开展原型装置可靠性设计、分析、鉴定、验收与评定工作,从而为神光-Ⅲ工程可靠性的设计、分析与评价提供依据。在阐述原型装置指标体系建立原则的基础上,首先给出了原型装置故障和可靠性的定义,然后讨论了原型装置可靠度、平均寿命、工作寿命、维修度、平均维修时间、最大修复时间、首翻期、可用度等原型装置可靠性指标的概念和评价方法。

系统可靠性设计使用电路容差分析技术来保证电路特性获得稳定而可靠的输出,对于稳定性和可靠性要求高的系统进行容差分析尤其必要。能源系统作为惯性约束聚变(ICF)激光装置的重要组成部分,其可靠性直接关系到激光装置的稳定运行。能源系统电路的容差设计与分析,是激光装置可靠性设计分析必不可少的工作项目之一,对提高能源系统的可靠性进而保证整个激光装置的稳定运行具有重要意义。给出了能源系统电路设计图及其规定功能,然后在对容差设计模型进行一般性描述的基础上,利用随机优化设计方法,建立了能源系统电路容差设计随机优化模型,并对模型的设计变量、随机参数、设计准则、约束条件等进行了详细说明,最后给出了计算机仿真方法求解模型的流程及模型的可行解集。

自愈式金属化膜脉冲电容器广泛应用于各类激光装置的能源系统中,它的可靠性直接影响到系统的可靠性与运行费用.在参考国外相关研究方法的基础上,分析了金属化膜脉冲电容器的失效机理,提出了一种新的耗损失效模型Gauss-Poisson模型,该模型将电容器的损耗分成自然损耗和突发损耗,与脉冲电容器传统的寿命分布模型Weibull模型相比具有预测更为精确的特点,而且基于该模型的寿命试验具有设计简单、时间较短、费用较低等优点,是一种较好的退化失效模型,应用前景较为广阔.

惯性约束聚变(ICF)激光装置是****、能源和科学研究水平的重要标志,它的稳定运行与否对于惯性约束聚变激光装置的建造具有重要的决定作用.可靠性作为惯性约束聚变激光装置稳定运行的最重要度量指标,表征了惯性约束聚变激光装置在使用过程中能保持正常工作状态或完成规定任务的能力.这种能力只能通过一系列针对惯性约束聚变激光装置的系统可靠性研究,并运用这些研究结果对惯性约束聚变激光装置实施有效的可靠性控制而得到保证.近几年来,国内外在惯性约束聚变激光装置可靠性研究方面开展了许多工作,并取得了很大进展.本文对这些进展进行了综述和分析,并提出开展下一步研究的思路.