某型探测器随机振动失效与可靠性分析*

doi:10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0168

电子与封装 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (12): 120207 . doi: 10.16257/j.cnki.1681-1070.2025.0168

某型探测器随机振动失效与可靠性分析^*

袁中朝，许亚能，吴虹屿，陈彤，胡鑫

中国电子科技集团公司第44研究所，重庆 400060

收稿日期:2025-06-04 出版日期:2025-12-26 发布日期:2025-08-28
作者简介:袁中朝（1982—），男，重庆人，高级工程师，主要研究方向为光电外壳封装、可靠性及抗辐射封装加固。

Random Vibration Failure and Reliability Analysis of a Detector

YUAN Zhongchao, XU Ya’neng, WU Hongyu, CHEN Tong, HU Xin

China ElectronicsTechnology Group Corporation No.44 ResearchInstitute, Chongqing 400060, China

Received:2025-06-04 Online:2025-12-26 Published:2025-08-28

摘要/Abstract

摘要： 针对随机振动实验时某型探测器出现的引脚断裂现象开展微观结构分析，并基于ANSYS Workbench进行有限元仿真与结果优化分析。金相和扫描电子显微镜（SEM）分析结果表明，引脚的断裂机理为疲劳断裂。利用有限元软件ANSYS Workbench对该探测器进行模态分析和扫频分析，获取了结构的固有频率响应特性。通过随机振动分析获得引脚的最大3σ应力及其根部应力响应功率谱密度，并基于Steinberg三区间法计算了引脚的振动疲劳寿命，与实验结果相比，相对误差约为29.5%，二者具有较好的一致性。进一步探讨不同引脚安装高度对其振动疲劳性能的影响，结果表明通过降低引脚安装高度可以提升固有频率和疲劳寿命。

关键词: 随机振动, 疲劳断裂, 疲劳寿命, 模态分析, 引脚

Abstract: A microstructural analysis is conducted on pin breakage observed in a specific detector during random vibration testing. Finite element simulations and optimized results analysis are performed using ANSYS Workbench. Metallographic and scanning electron microscopy (SEM) analysis results indicate that the fracture mechanism of the pins is fatigue fracture. Using the finite element software ANSYS Workbench, modal analysis and sweep frequency analysis are performed on the detector to obtain the structural natural frequency response characteristics. The maximum 3σ stress at the pin and its root stress response power spectral density are obtained through random vibration analysis. The vibration fatigue life of the pin is calculated based on the Steinberg three-interval method. Compared with experimental results, the relative error is about 29.5%, demonstrating good consistency between the two methods. Further exploration of the influence of different pin mounting heights on its vibration fatigue performance shows that reducing the pin mounting height can improve natural frequency and fatigue life.

Key words: random vibration, fatigue fracture, fatigue life, modal analysis, pin

中图分类号:

袁中朝，许亚能，吴虹屿，陈彤，胡鑫. 某型探测器随机振动失效与可靠性分析^*[J]. 电子与封装, 2025, 25(12): 120207 .

YUAN Zhongchao, XU Ya’neng, WU Hongyu, CHEN Tong, HU Xin. Random Vibration Failure and Reliability Analysis of a Detector[J]. Electronics & Packaging, 2025, 25(12): 120207 .

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中国半导体行业协会封装分会会刊

中国电子学会电子制造与封装技术分会会刊

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Random Vibration Failure and Reliability Analysis of a Detector

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