本文關鍵詞：電連接器鎖緊分離機構關鍵件可靠性優(yōu)化設計

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【摘要】：分離脫落電連接器主要用于運載火箭等型號裝備與地面設備之間或級間的電路連接或自動斷開。電連接器的插頭與插座的鎖緊與分離是由其鎖緊分離機構來實現的,其失效將導致整個分離脫落電連接器的失效,進而影響到型號系統的發(fā)射與級間分離。擋環(huán)作為鎖緊分離機構的關鍵零件,工作中承受主要的沖擊載荷,對鎖緊分離機構的可靠性起著決定性作用。本文以JF2-126TD型分離脫落電連接器為研究對象,通過對其鎖緊連接機構進行失效分析,確定鎖緊連接機構的關鍵件,將理論分析與有限元仿真分析相結合,研究其鎖緊分離機構關鍵件擋環(huán)的受力情況,并對擋環(huán)結構進行了可靠性分析和優(yōu)化設計,以便提高分離脫落電連接器的工作可靠性。論文的主要工作如下:第一,概述了論文背景及意義,介紹了可靠性分析與設計發(fā)展歷史與研究現狀、結構可靠性和機構可靠性的研究現狀、電連接器可靠性的研究現狀及存在的問題,最后提出了本文的主要研究內容。第二,對JF2-126TD型分離脫落電連接器的功能及結構進行了介紹,詳細分析了其鎖緊分離機構的工作原理;結合現場使用過程中出現的故障模式對鎖緊分離機構進行了故障模式影響及危害性分析,建立了相應的危害性矩陣;對鎖緊分離機構進行了電磁解鎖試驗,結合危害性矩陣得出鎖緊分離機構的主要故障模式及影響鎖緊分離機構可靠性的薄弱環(huán)節(jié);對薄弱環(huán)節(jié)擋環(huán)進行失效分析,確定了其失效原因。第三,根據鎖緊分離機構電分離工作原理,通過力學分析建立了撞套和擋環(huán)碰撞過程中擋環(huán)碰撞力的計算模型;利用Pro/E軟件對鎖緊分離機構進行三維實體建模,并將其導入至ADAMS軟件中進行動力學仿真,通過仿真分析得出解鎖過程中擋環(huán)碰撞力隨時間的變化規(guī)律曲線;根據理論分析與動力學仿真分析結果,利用ANSYS Workbench軟件,研究了碰撞過程中擋環(huán)等效應力的大小以及分布情況,為后續(xù)的設計分析提供依據。第四,采用ANSYS Workbench軟件對擋環(huán)進行有限元分析,通過靈敏度分析得到了影響其等效最大應力的關鍵尺寸參數;在擋環(huán)質量為約束條件下,以擋環(huán)應力集中部位等效最大應力作為目標函數,對擋環(huán)的結構進行優(yōu)化設計,以減小擋環(huán)的應力集中現象;采用Six Sigma模塊及拉丁超立方抽樣方法對擋環(huán)結構進行可靠性分析,獲得了擋環(huán)等效最大應力的概率分布,優(yōu)化后的擋環(huán)結構可靠度由88.03%提高到99.97%。
【關鍵詞】：電連接器 鎖緊分離機構 失效分析 可靠性優(yōu)化設計
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM503.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 本課題國內外研究現狀11-19
• 1.2.1 可靠性分析與設計發(fā)展歷史和概況11-12
• 1.2.2 機械可靠性研究現狀12-16
• 1.2.3 電連接器可靠性研究現狀和存在的問題16-19
• 1.3 本文的研究工作19-20
• 1.3.1 研究目標19
• 1.3.2 主要的研究內容19-20
• 第二章 分離脫落電連接器鎖緊分離機構失效分析20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 分離脫落電連接器功能和結構分析20-24
• 2.2.1 分離脫落電連接器功能20-21
• 2.2.2 分離脫落電連接器結構分析21-22
• 2.2.3 分離脫落電連接器工作原理22-24
• 2.3 鎖緊分離機構FMECA分析24-28
• 2.3.1 FMECA分析簡介24-25
• 2.3.2 鎖緊連接機構的FMECA分析25-28
• 2.4 實驗驗證及擋環(huán)失效分析28-31
• 2.4.1 鎖緊分離機構電磁解鎖實驗28
• 2.4.2 擋環(huán)失效分析28-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第三章 鎖緊分離機構分離過程關鍵件受力分析32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 擋環(huán)受力分析32-41
• 3.2.1 解鎖彈簧受力分析32-34
• 3.2.2 擋環(huán)受力分析34-41
• 3.3 本章小結41-42
• 第四章 鎖緊分離機構動力學分析及有限元分析42-51
• 4.1 引言42
• 4.2 鎖緊分離機構動力學特性仿真分析42-45
• 4.2.1 建立模型43
• 4.2.2 添加運動副和驅動43-44
• 4.2.3 仿真結果與分析44-45
• 4.3 擋環(huán)有限元分析45-50
• 4.3.1 瞬態(tài)動力學分析概述45-46
• 4.3.2 有限元分析模型建立46-47
• 4.3.3 參數設定與網格劃分47-48
• 4.3.4 邊界條件的設定及結果分析48-50
• 4.4 本章小結50-51
• 第五章 鎖緊分離機構關鍵件的可靠性優(yōu)化設計51-64
• 5.1 引言51-52
• 5.2 擋環(huán)結構優(yōu)化設計52-55
• 5.2.1 Workbench的參數化優(yōu)化設計概述52-53
• 5.2.2 優(yōu)化設計變量的選取53
• 5.2.3 目標函數的選擇53-54
• 5.2.4 設計變量分布類型54
• 5.2.5 優(yōu)化結果及分析54-55
• 5.3 基于ANSYS Workbench的擋環(huán)可靠性分析55-62
• 5.3.1 ANSYS Workbench可靠性分析簡介55-57
• 5.3.2 擋環(huán)可靠性分析的主要參數57
• 5.3.3 輸入參數對擋環(huán)等效應力峰值的影響57-59
• 5.3.4 隨機樣本的產生59-60
• 5.3.5 隨機變量樣本分布柱狀圖60-61
• 5.3.6 可靠性分析計算結果61-62
• 5.4 本章小結62-64
• 第六章 總結與展望64-65
• 6.1 總結64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

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