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(gè)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(jī)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(shí)驗(yàn)研究三個(gè)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(jìn)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(diǎn)無限增多且差分步長一致趨于零時(shí)，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(jì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(jìn)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(jì)了兩套實(shí)驗(yàn)裝置來模擬實(shí)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(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(fù)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(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)以綜合評價(jià)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(fù)載的影響，研究在不同負(fù)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