電連接器鎖緊分離機(jī)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)方法的研究.pdf

1、分離脫落電連接器作為型號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)連接與分離的關(guān)鍵元器件，在型號(hào)系統(tǒng)的覆蓋率較高，近幾年由于其可靠性問題導(dǎo)致型號(hào)系統(tǒng)不能按時(shí)發(fā)射的事故時(shí)有發(fā)生，不僅造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，還導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。鎖緊分離機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)電連接器可靠連接與分離的關(guān)鍵部件，也是分離脫落電連接器可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在分離脫落電連接器可靠性問題中涉及分離性能的約占66.7％，如JF2型分離脫落電連接器曾多次出現(xiàn)輸入電分離信號(hào)后不能正常解鎖分離。究其原因，在于我國(guó)分離

2、脫落電連接器鎖緊分離機(jī)構(gòu)系仿制國(guó)外產(chǎn)品，機(jī)構(gòu)分離的動(dòng)力學(xué)特性及其影響規(guī)律、失效模式及機(jī)理不清，同時(shí)缺少相應(yīng)的可靠性建模與設(shè)計(jì)方法。因此，本文以JF2分離脫落電連接器的鎖緊分離機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，開展考慮碰撞的動(dòng)力學(xué)特性分析，研究分離性能的影響規(guī)律，研究其可靠性建模與評(píng)估方法，以及可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，從而提高鎖緊分離機(jī)構(gòu)的可靠性，對(duì)確保型號(hào)發(fā)射的成功率有著重要的意義。
　　第一章，闡述了本文的研究背景和意義。分析總結(jié)了可靠性的發(fā)展歷史及

3、現(xiàn)狀、機(jī)械可靠性的發(fā)展及存在問題、分離脫落電連接器的可靠性研究現(xiàn)狀與存在的問題，在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容。
　　第二章，鎖緊分離機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析?；阪i緊分離機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理，將其解鎖分離過程分為一級(jí)解鎖、碰撞、二級(jí)解鎖及頭座分離四個(gè)階段，利用拉格朗日方程、Hertz接觸等理論建立了考慮碰撞的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論模型，為鎖緊分離機(jī)構(gòu)的可靠性分析、建模與評(píng)估以及可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　第三章，鎖緊分離機(jī)

4、構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用ANSYS Maxwell和ADAMS軟件建立了鎖緊分離機(jī)構(gòu)的參數(shù)化動(dòng)力學(xué)仿真模型，對(duì)比仿真與動(dòng)力學(xué)理論模型求解結(jié)果，初步驗(yàn)證了理論模型與仿真模型的正確性。通過電磁鐵動(dòng)態(tài)位移特性實(shí)驗(yàn)及高速圖像測(cè)量技術(shù)獲取了鎖緊分離機(jī)構(gòu)分離過程的運(yùn)動(dòng)特性曲線，對(duì)比仿真數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證了理論模型與仿真模型的正確性。
　　第四章，鎖緊分離機(jī)構(gòu)失效分析。給出了鎖緊分離機(jī)構(gòu)失效的定義，確定了失效判定準(zhǔn)則;借助仿真模

5、型，分析了各種因素對(duì)鎖緊分離機(jī)構(gòu)解鎖分離性能的影響;應(yīng)用FMEA方法對(duì)鎖緊分離機(jī)構(gòu)進(jìn)行了可靠性分析，確定了其主要失效模式及薄弱環(huán)節(jié);結(jié)合動(dòng)力學(xué)模型，量化了鎖緊分離機(jī)構(gòu)失效判據(jù)，為可靠性建模、評(píng)估及可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　第五章，鎖緊分離機(jī)構(gòu)可靠性建模。確定了鎖緊分離機(jī)構(gòu)的可靠性特征參量及可靠性指標(biāo);建立了鎖緊分離機(jī)構(gòu)可靠性結(jié)構(gòu)層次，建立一級(jí)解鎖、碰撞、二級(jí)解鎖及頭座分離安全邊界方程;確定了機(jī)構(gòu)幾何尺寸、材料性能、載荷及電性

6、能參數(shù)的分布規(guī)律;提出了隨機(jī)擬蒙特卡洛可靠性計(jì)算方法;得到了鎖緊分離機(jī)構(gòu)分離可靠度為99.83％，未到達(dá)可靠性指標(biāo)99.99％的要求，需進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)。
　　第六章，鎖緊分離機(jī)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)。提出了鎖緊分離機(jī)構(gòu)在滿足可靠度指標(biāo)的條件下，使機(jī)構(gòu)基本尺寸變化最小為優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;利用隨機(jī)擬蒙特卡洛法進(jìn)一步分析了機(jī)構(gòu)隨機(jī)變量對(duì)可靠度的影響規(guī)律，確定了電解鎖彈簧、拉桿彈簧及分離彈簧的絲徑、中徑及有效圈數(shù)等參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，以各參數(shù)的變化率絕對(duì)值