【摘要】：針對(duì)現(xiàn)代引信電源系統(tǒng)微型化、一體化、模塊化的發(fā)展趨勢(shì),根據(jù)中大口徑非旋轉(zhuǎn)彈的特點(diǎn),提出了一種微機(jī)械加速度閉鎖開關(guān)。該開關(guān)帶有齒形結(jié)構(gòu)的懸空質(zhì)量塊和齒形固定錨點(diǎn),通過質(zhì)量塊和錨點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中相互碰撞實(shí)現(xiàn)能量耗散,具有在高幅值窄脈沖加速度下保持?jǐn)嚅_,低幅值長(zhǎng)脈沖加速度下可靠閉鎖的功能,能夠識(shí)別中大口徑非旋轉(zhuǎn)彈的正常發(fā)射過載和勤務(wù)跌落沖擊。首先分析了微機(jī)械加速度閉鎖開關(guān)所受的引信環(huán)境力,研究了開關(guān)的工作原理,得到了開關(guān)在不同環(huán)境下的響應(yīng)特性。然后,對(duì)開關(guān)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),由有限元分析結(jié)果對(duì)開關(guān)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,分析關(guān)鍵參數(shù)對(duì)開關(guān)性能的影響。接著采用UV-LIGA技術(shù)制作了開關(guān)樣機(jī),利用樣機(jī)試驗(yàn)和有限元仿真相結(jié)合的方法驗(yàn)證了開關(guān)識(shí)別中大口徑非轉(zhuǎn)彈正常發(fā)射環(huán)境和勤務(wù)跌落環(huán)境的能力。有限元仿真結(jié)果表明,開關(guān)在3000g/3ms半正弦加速度作用下可靠閉鎖。旋轉(zhuǎn)臺(tái)離心試驗(yàn)顯示,開關(guān)的靜態(tài)閉鎖閾值為2379g～2485g。落錘沖擊試驗(yàn)和有限元仿真結(jié)果均表明,開關(guān)在15000g/0.3ms半正弦加速度作用下沒有閉鎖。仿真和試驗(yàn)結(jié)果證明得到的開關(guān)滿足設(shè)計(jì)要求。為了增強(qiáng)微機(jī)械加速度閉鎖開關(guān)的實(shí)際應(yīng)用能力,研究了開關(guān)的可靠性。對(duì)于沖擊可靠性,提出了柔性止動(dòng)結(jié)構(gòu),利用連續(xù)接觸力理論建立了止動(dòng)碰撞模型,通過Simulink對(duì)模型進(jìn)行仿真,研究碰撞動(dòng)態(tài)過程以及止動(dòng)剛度對(duì)碰撞力和碰撞彈跳現(xiàn)象的影響。通過落錘沖擊系統(tǒng)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明,開關(guān)累計(jì)失效分布函數(shù)(CDF)符合韋布爾分布,標(biāo)度參數(shù)(參考加速度)α = 29600、形狀參數(shù)β=8.2。擬合結(jié)果表明,柔性止動(dòng)結(jié)構(gòu)能夠改善開關(guān)抗沖擊性能。對(duì)于溫度可靠性,運(yùn)用Stoney擴(kuò)展公式研究了微機(jī)械加速度閉鎖開關(guān)的熱應(yīng)力分布,并對(duì)開關(guān)開展可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,開關(guān)主要失效模式為彈簧塑性變形、活動(dòng)部件的位錯(cuò)、分層以及開關(guān)整體從封裝基底上脫落。結(jié)合可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)和熱應(yīng)力分析結(jié)果,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制作工藝角度提出了可靠性增強(qiáng)方法。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TJ430.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2607874