小型高可靠过载开关的研制

摘要

过载开关是火箭助飞鱼雷的专用部件，用于鱼雷入水后与减速伞分离控制。其功能是敏感和判断过载加速度，在入水时输出控制信号闭合开关触点，从而保证击发式热电池与减速伞分离用助力器接通，实施分离抛伞。目前，尚无专为鱼雷配套的过载开关，本文根据某新型鱼雷的需求，开展了过载开关的研制，研制的产品能够满足所配套型号的要求。
　　首先，对过载开关所配套的型号的入水过程进行了分析，其由空中飞行阶段转为水下航行阶段的过程为过载开关的工作全程，经过对过载开关所配套型号的入水加速度特性分析，可将加速度信号中的高频部分滤除，来得到冲击过载，同时去除振动及电噪声干扰。结合过载开关的技术指标要求及过载开关所配套型号的入水特性，对过载开关进行了总体设计，确定了工作时序，对过载持续时间以及加速度阈值进行了研究，同时完成了过载开关的结构设计。
　　然后，将过载开关的技术指标要求细化到各单元中，包括过载控制单元、输出单元、供电单元和接口四个部分；分别对过载控制单元、输出单元、供电单元和接口进行详细的硬件电路设计；根据过载开关要实现的功能，进行了软件设计，所设计软件通过了软件测试。
　　为了分析过载开关的设计是否符合环境指标要求，对过载开关结构设计中的薄壁结构进行了加速度与冲击仿真，仿真结果表明过载开关的结构设计能够满足其力学环境指标要求。同时，对过载开关的可靠性进行了分析，包括故障模式影响及危害度分析（FMEA）与可靠性预计；根据可靠性分析结果，对过载开关电路进行了改进；改进后的电路采用元器件应力分析预计法进行了可靠性预计，预计结果为0.9999，满足可靠性指标要求。
　　最后，对过载开关进行了小批量的试制，从零部件的生产，产品装配、筛选、检验、用户使用等方面对过载开关的技术指标进行了全面验证，并且就过程中的积累数据进行了可靠性评估，评估结果为0.996 ，达到了技术指标要求。

目录

第1章 绪论

1.1 课题的来源及研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 过载开关总体方案设计

2.1 引言

2.2 配套型号加速度过载特点分析

2.3 过载开关总体方案设计

2.4 过载开关结构设计

2.5 本章小结

第3章 过载开关硬件与软件设计

3.1 过载开关硬件电路设计

3.2 过载开关软件设计

3.3 本章小结

第4章 过载开关力学环境仿真与可靠性分析

4.1 过载开关力学环境仿真分析

4.2 过载开关可靠性分析

4.3 本章小结

第5章 过载开关产品加工与试验验证

5.1 过载开关产品加工与装配

5.2 过载开关产品试验验证

5.3 可靠性评估

5.4 过载开关产品使用情况

5.5 技术指标达到情况

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢