分离脱落电连接器锁紧分离机构解锁可靠性的研究

摘要

分离脱落电连接器用于运载火箭等型号装备与地面设备之间或级间的电路连接或自动断开，其中的锁紧分离机构作为实现电连接器锁紧和分离的执行装置，若失效将直接影响整个系统的安全、可靠运行。由于中国对分离脱落电连接器的研究起步较晚，技术基础落后，采用的锁紧分离机构多为仿制国外产品，缺乏对设计原理、制造工艺的深刻掌握，造成目前的分离脱落电连接器锁紧分离机构失效率远高于国外同类产品，影响了中国运载火箭等型号装备的战技能力。为了提高其可靠性水平，本文以JF2-126TD型分离脱落电连接器为研究对象，通过分析其解锁分离过程，研究锁紧分离机构的失效模式和失效机理，建立锁紧分离机构解锁过程的力学模型，研究影响其解锁可靠性的主要因素并给出其可靠性评估方法，为提高中国分离脱落电连接器的可靠性水平提供技术支撑。论文的主要工作如下:
　　1.阐述了课题的研究背景、目的和意义，分析总结了电连接器和机构可靠性国内外研究的现状，根据分离脱落电连接器目前存在的问题，提出了本文的主要研究内容。
　　2.介绍了JF2-126TD型分离脱落电连接器的结构和组成，对其锁紧分离机构的工作原理和特性进行了详细分析;通过对锁紧分离机构进行故障模式、影响及危害性分析(FMECA)和故障树(FTA)分析，建立了其危害性矩阵，并结合模糊推理PETRI分析，建立了其FRPN（模糊推理佩特里网）模型，通过比较每个故障模式的FTD（概率重要度）值，得出了锁紧分离机构的主要故障模式和影响锁紧分离机构可靠性的薄弱环节。
　　3.进一步分析了锁紧分离机构的锁紧与解锁过程，通过力学分析建立了锁紧分离机构的解锁阻力模型，并对影响机构解锁阻力的几何参数进行了分析，进而得到机构解锁过程中临界点的解锁阻力，然后对锁紧钢珠的自锁情况进行了分析，为后续评估锁紧分离机构的解锁可靠性奠定了基础。
　　4.利用Pro/E软件建立了锁紧分离机构的三维模型，并导入ADAMS动力学仿真分析软件，通过仿真分析得到了解锁过程中顶杆的位移、速度、加速度随时间的变化规律，仿真结果表明所建立的解锁阻力模型是正确的。
　　5.通过蒙特卡罗仿真方法，在假设影响机构解锁阻力的各个参数均服从正态分布的情况下，得到了机构解锁阻力的概率分布和自锁角的概率分布，并利用极大似然估计法得到各自的均值和方差，然后根据该产品的机械解锁力允许范围，分别得到了机构在解锁临界点的可靠度和机构不发生自锁的可靠度，并利用串联可靠性模型得到了锁紧分离机构能够解锁的可靠度。
　　最后，总结了全文的研究内容，并对需进一步研究的工作进行了展望。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景、目的和意义

1．2 电连接器的研究现状

1．3 机构可靠性的研究现状

1．4 论文的主要研究内容

第二章 分离脱落电连接器锁紧分离机构的失效分析

2．1 引言

2．2 分离脱落电连接器的组成及工作原理

2．3 锁紧分离机构的FMECA分析

2．4 锁紧分离机构的故障树分析

2．5 锁紧分离机构的PETRI网分析

2．6 本章小结

第三章 分离脱落电连接器锁紧分离机构力学特性分析

3．1 引言

3．2 锁紧分离机构解锁阻力的力学模型

3．2．1 锁紧钢珠和顶杆的受力分析

3．2．2 锁紧套的受力分析

3．2．3 锁紧钢珠与锁紧套的接触角计算

3．2．4 锁紧分离机构的解锁阻力模型

3．2．5 锁紧分离机构自锁的条件分析

3．3 本章小结

第四章 分离脱落电连接器锁紧分离机构解锁过程动力学分析

4．1 引言

4．2 锁紧分离机构动力学特性仿真分析

4．2．1 建立三维仿真模型

4．2．2 定义零件材料的属性

4．2．3 施加载荷和约束

4．2．4 仿真求解与分析

4．3 本章小结

第五章 锁紧分离机构解锁阻力的概率分布分析

5．1 引言

5．2 影响解锁阻力的零件尺寸参数及其概率分布

5．3 锁紧分离机构解锁阻力的蒙特卡罗模拟及其统计分析

5．3．1 蒙特卡洛模拟分析法简介

5．3．2 锁紧分离机构解锁阻力的蒙特卡罗模拟

5．3．3 锁紧分离机构解锁阻力的分布参数估计

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

附录