航天繼電器觸簧系統(tǒng)接觸彈跳及其影響因素研究.pdf

1、航天繼電器是在國防武器裝備系統(tǒng)和宇航系統(tǒng)中起控制、信息傳遞及切換作用的主要電子元器件之一，廣泛應(yīng)用于國防軍事工程、通訊及工業(yè)自動化等領(lǐng)域。其長期工作的可靠性將直接影響整個國防武器裝備系統(tǒng)和宇航系統(tǒng)的可靠性。繼電器的觸頭彈跳對于開關(guān)電器來說是無法避免的，它通常是引起電氣磨損和材料侵蝕的主要原因，將降低繼電器工作可靠性，影響其工作壽命。研究繼電器的觸頭彈跳機理和性質(zhì)對提高其壽命具有十分重要的意義。本文結(jié)合國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀，分別從理論建模、仿

2、真分析和實驗研究三個方面對航天繼電器的觸簧系統(tǒng)的接觸彈跳及其影響因素進行比較深入的研究。 首先基于Euler梁理論，分別建立了簧片系統(tǒng)的連續(xù)系統(tǒng)模型和離散系統(tǒng)模型。并且通過證明，差分離散模型的柔度系數(shù)在差分點無限增多且差分步長一致趨于零時，以其相應(yīng)的格林函數(shù)為極限，兩種模型可統(tǒng)一起來，在其固有頻率和模態(tài)上有相似的定性性質(zhì)。并以此建立了觸簧系統(tǒng)的固有頻率和模態(tài)的求解程序。針對航天繼電器的兩種簧片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：推桿驅(qū)動式和直接驅(qū)動式，通

3、過模態(tài)分析和數(shù)值計算，分別建立了考慮彈跳的動態(tài)分析模型。 其次基于多體動力學(xué)理論，利用ADAMS對航天繼電器的接觸系統(tǒng)進行柔性體動力學(xué)仿真分析?？紤]其簧片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以推桿驅(qū)動式為例，通過正交實驗研究簧片的長度、寬度、厚度、觸頭規(guī)格、推動桿位置、驅(qū)動力大小和簧片材料等影響因素對動觸頭最大動能、最大彈跳位移、最大動態(tài)接觸力、總彈跳時間和最大沖擊速度等特征參數(shù)的影響程度，并對顯著性因素進行了敏感性分析。 然后基于激光三角原理和

4、CCD光電傳感器，設(shè)計了兩套實驗裝置來模擬實際的繼電器閉合過程，對影響接觸彈跳的各種因素通過三個實驗進行研究分析：利用繼電器驅(qū)動模擬裝置來研究簧片長度和觸頭初始間隙對觸頭彈跳的影響；在不考慮負載的條件下，對直接驅(qū)動型簧片系統(tǒng)的簧片形狀尺寸進行正交實驗以綜合評價觸頭彈跳的各種因素的影響程度；利用彈簧驅(qū)動模擬裝置，分別考慮驅(qū)動力和負載的影響，研究在不同負載條件下各種特征參數(shù)對觸頭彈跳的動態(tài)特性的影響。 最后，本文針對某型航天繼電器的