1 大连理工大学 电气工程学院，辽宁 大连 116024
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所，四川 绵阳 621900
3 天府创新能源研究院，成都 610000
4 国网综合能源服务集团有限公司，北京 100052
全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元，其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下，全膜脉冲电容器的失效多为突发失效，且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理，开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LTD基本放电单元（Brick）实验腔体对电容器进行寿命测试并获得失效电容器，分析了失效电容在不同故障形式下的失效原因，并利用有限元分析软件对电容器局部“电场易畸变”区域进行了电场仿真，说明上述区域存在的畸变电场是发生绝缘介质击穿的主要原因；对电容器进行温度场分析，发现电容器温度与充放电频率成正相关，温度最高点位于电容器几何中心处附近，在充放电频率较低时，电容器温升不明显，说明在较低充放电频率下，电容器绝缘介质老化以电老化为主，而非热老化。
全膜脉冲电容器 寿命试验 老化 电场畸变 失效机理 all-film pulsed capacitor life test aging electric field distortion failure mechanism 强激光与粒子束
2024, 36(2): 025020
空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
在任务数量和消耗量不确定的情况下, 针对由两种寿命指标衡量且其中一种无法被控制的装备梯次使用问题建模和求解方法进行了研究。构建不确定情况下双寿命装备梯次使用问题决策模型, 提出以梯次均匀度、寿命匹配度和寿命利用率最大化为目标, 使用I-NSGA-Ⅲ进行求解。采用改进的分段编码方式和算子, 引入重复个体控制机制以提高种群多样性。当问题规模较大时, 可以在较短的时间内搜索更大范围, 验证了所提方法的可行性。
不确定性 双寿命装备 梯次均匀度 寿命匹配度 寿命利用率 uncertainty dual-life equipment echelon uniformity life matching degree life utilization I-NSGA-Ⅲ I-NSGA-Ⅲ
1 北方夜视技术股份有限公司，云南昆明 650217
2 微光夜视技术重点实验室，陕西西安 710065
研究了超二代微光像增强器性能随工作时间的变化规律，掌握性能变化特点。通过性能测试和曲线拟合，得出亮度增益、信噪比随工作时间的变化逐渐下降，分辨力随工作时间的变化几乎保持不变。其中，亮度增益与工作时间呈指数函数变化，即当超二代微光像增强器在 10000 h的工作时间内，亮度增益随工作时间的变化速率较快，但随着工作时间增加，亮度增益下降速率变慢，且最终趋于平稳。信噪比随工作时间呈多项式函数变化，且随着工作时间的增加信噪比逐渐下降。将长时间工作的微光像增强器进行解剖分析后，其亮度增益、信噪比变化主要与光电阴极灵敏度、荧光屏发光效率和微通道板增益稳定性息息相关，且相比灵敏度和荧光屏发光效率而言，微通道板增益的稳定性变化较大。
超二代微光像增强器 工作寿命 亮度增益 信噪比 分辨力 MCP增益 the super Gen-II image intensifier, working life,
1 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室, 上海 201804
2 同济大学材料科学与工程学院, 上海 201804
基于生命周期评价方法研究了矿渣-硫铝酸盐水泥生产过程的环境影响, 采用敏感性分析方法探明了全球变暖潜值(global warming potential, GWP)及初级能源消耗(primary energy demand, PED)两种环境影响的主要来源, 并分析了矿渣-硫铝酸盐水泥相比硅酸盐水泥的碳减排效应。结果表明: 在矿渣-硫铝酸盐水泥的生产中, 熟料煅烧对GWP贡献最高, 原料开采对PED贡献最高; 敏感性分析显示石灰石用量与煅烧煤炭用量对GWP影响最大, 而煤炭与生产过程电力使用对PED影响最大; 与硅酸盐水泥相比, 矿渣-硫铝酸盐水泥的GWP显著降低, PED略微减少; 高矿渣掺量下矿渣-硫铝酸盐水泥力学性能的不足可能影响其应用前景。
硫铝酸盐水泥 生命周期评价 环境影响 碳减排效应 低碳水泥 矿渣 calcium sulfoaluminate cement life cycle assessment environmental impact CO2 mitigation effect low-carbon cement slag
福州大学土木工程学院先进土木工程材料福建省高校研究中心, 福州 350108
超高延性水泥基复合材料(ECC)构建的面层相较于普通刚性混凝土路面面层, 具有更长的使用寿命。本研究对六种典型ECC材料制作而成的面层进行了生命周期评价和成本分析。结果表明, 虽然ECC面层短期内在环境影响和成本方面不占优势, 但是超长的使用寿命和较低的维护频率使其在整个生命周期内的环境影响和成本远低于普通刚性混凝土面层。与普通刚性混凝土面层相比, 含辅助胶凝材料(粉煤灰或矿渣)和环保纤维(聚丙烯纤维或玄武岩纤维)的ECC面层在生命周期内减少了63.2%~68.5%的增温潜势, 且成本只占普通刚性混凝土面层的9.6%~23.3%。
水泥基复合材料 辅助胶凝材料 路面面层 生命周期评价 增温潜势 成本分析 engineered cementitious composite supplementary cementitious material pavement overlay life cycle assessment global warming potential cost analysis
1 中国电子科技集团公司 第二十六研究所, 重庆 400060
2 2. 重庆市固态惯性技术企业工程技术研究中心, 重庆 401332
3 重庆市固态惯性技术工程实验室, 重庆 401332
贮存寿命是长使用周期、高可靠性产品的重要考核指标之一。为评估某型加速度开关的贮存寿命, 该文采用温度应力四量级水平恒定应力加速试验方法研究了加速度开关的退化过程, 并将阿伦尼斯加速模型与漂移布朗运动相结合, 建立了产品的可靠性模型。最后采用极大似然和最小二乘法对试验数据进行了拟合分析。结果表明, 某型加速度开关在100 ℃的加速量级下, 其等效贮存年限可达33年, 满足产品有效贮存期的要求。
阿伦尼斯模型 布朗运动 加速退化试验 温度应力 贮存寿命 Arrhenius model Brownian motion accelerated degradation testing temperature stress storage life
1 火箭军工程大学, 西安 710000
2 火箭军装备部驻西安地区第二军事代表室, 西安 710000
工业设备、**装备等大型复杂系统在全寿命周期中通常会经历贮存、待机、测试、运转、维修等多个状态, 且不同状态下设备内部损耗速率各不相同, 这给设备的剩余寿命预测问题带来新的挑战。鉴于此, 提出了基于维纳过程建立多状态切换设备的退化模型, 结合半马尔可夫模型和离散马尔可夫链模型, 推导得到了多状态切换设备的剩余寿命, 并提出了一种蒙特卡罗仿真算法进行求解。此外, 采用了期望最大化算法和极大似然算法辨识所提模型参数。最后, 通过仿真实验和实际案例证明了所提算法的有效性。
多状态 剩余寿命预测 维纳过程 半马尔可夫 离散马尔可夫链 multi-state remaining useful life Wiener process semi-Markov discrete Markov chains
1 上海对外经贸大学 统计与信息学院,上海 201620
2 上海师范大学 数理学院,上海 200234
三参数Weibull分布拟合LED照明灯寿命的优势较为明显，但要得到三参数Weibull分布参数较为精确的点估计较为困难。目前常用的参数估计方法有极大似然法、矩估计法、Bayes估计法等，由于其计算的方程复杂，导致软件编程繁琐，不易掌握，而且也不一定能得到参数估计。鉴于此，文章针对恒加试验提出一种简便地求解三参数Weibull分布参数估计的方法，该方法不涉及超越方程的求解问题，软件编程相当简单，且统计思想清晰。通过LED照明灯恒加试验下的几个案例数据说明方法的应用，并与已有的方法做了对比分析。
三参数Weibull分布 LED照明灯 恒定应力加速寿命试验 three-parameter Weibull distribution LED lamps constant stress accelerated life test
1 北京科技大学土木与资源工程学院, 北京 100083
2 桂林理工大学土木与建筑工程学院, 桂林 541004
3 北京工业大学材料与制造学部, 北京 100124
在“两山”理论、“双碳”目标的新形势下, 我国发布了一系列政策及优惠条件鼓励以工业副产石膏为原料制备石膏胶凝材料, 包括建筑石膏、α型高强石膏、混合相石膏等。迄今为止, 国内鲜有关于石膏胶凝材料的碳足迹核算报告。本文基于生命周期评价方法, 针对工业副产石膏制备石膏胶凝材料建立碳足迹核算模型, 并以磷石膏制备α型高强石膏为例进行验证。结果表明, α型高强石膏产品原料获取、生产、运输三个阶段的碳足迹分别为3.95、288.04、14.31 kg CO2 eq/t, 总量为306.3 kg CO2 eq/t, 其中生产阶段碳排放量最大, 是降低能耗、减少碳排放、节约成本的重要环节。本文建立的碳足迹核算模型适用于建筑石膏、α型高强石膏、无水石膏、混合相石膏等产品碳足迹核算。
工业副产石膏 石膏胶凝材料 α型高强石膏 生命周期评价 碳足迹 industrial by-product gypsum gypsum cementitious material α high-strength gypsum life cycle assessment carbon footprint
