岛礁环境下航空电连接器的腐蚀及其对信号传输的影响

目的 通过腐蚀加速试验,研究航空电连接器在某岛礁环境下的腐蚀特点和规律,并在此基础上,进一步研究航空电连接器腐蚀后对信号传输的影响。方法 根据该岛礁环境特点,设计腐蚀加速试验环境谱,基于此环境谱开展腐蚀加速试验,观察不同试验周期航空电连接器的腐蚀形貌,测量其接触电阻,研究腐蚀机理。然后设计电路,测量方波信号通过不同腐蚀程度电连接器的波形特征,通过对比分析研究腐蚀对信号传输的影响。结果 5个腐蚀循环周期后,电连接器插针表面开始出现微孔,接触电阻位于3~11m?;10个周期后,插针表面微孔数量增多,且坑蚀变深变大,接触电阻位于7~19 m?;15个周期后,插针表面部分镀金层脱落,接触电阻位于15~36 m?。电连接器腐蚀程度越深,信号相位差、上升时间和过冲的测量值就越大;信号频率增加,这3个测量参数也相应变大。结论 盐雾和交变湿热加电应力环境对航空电连接器接触表面腐蚀作用明显。潮湿盐雾侵入电连接器内部是导致接触电阻升高的直接原因。接触电阻并不能完全反映出腐蚀对信号传输的影响。当接触电阻较小时,电连接器腐蚀程度越大,信号失真就越明显;信号频率越高,信号失真越明显。     

航空电连接器热电耦合试验设计及仿真分析

目的 深入研究应力间的耦合作用,为多应力试验提供理论支撑.方法 以J599Ⅲ型电连接器为研究对象,依托现有设备设计典型航空电连接器热电耦合试验,并分析试验结果.使用SOLIDWORKS对电连接器进行建模,然后使用COMSOL Multiphysics进行热电耦合的有限元分析,与试验结果进行对比.结果 电流为1 A时,接触件表面温度最大值位于插针与插孔的接触区域,最大温度为24.4℃,温升为0.1℃,插针接触区域中心部位温度最高,达到26.7℃.当电流为8 A时,可以产生约6℃的温升.仿真得到的温升值要略高于试验值.接触电阻随温度的升高而增大.结论 温度和电负载都会造成电连接器接触部位的温升和接触电阻的升高.     

航空电连接器海洋环境加速试验与腐蚀仿真研究

目的 通过加速试验和有限元仿真,研究航空电连接器在南海岛礁服役条件下的失效行为和腐蚀机理.方法 根据典型航空装备南海服役环境数据,设计海洋环境加速腐蚀试验环境谱,基于此环境谱开展航空电连接器在实验室加速试验条件下的外观腐蚀、接触电阻、绝缘电阻和耐压强度的变化行为和机理研究.重点分析接触电阻变化原因,并基于水平集方法,建立插针插孔结合处的COMSOL有限元腐蚀仿真模型,模拟和验证接触件的腐蚀行为和机理.结果 3种规格的电连接器均发生壳体腐蚀,但程度不同,其中不锈钢壳体电连接器壳体腐蚀最轻,但壳体内部金属卡圈腐蚀最严重,其接触电阻波动最大.所有电连接器的耐压强度和绝缘电阻均有明显减小.结论 导致接触电阻增加的直接原因是插针和插孔结合处的毛细区内发生了严重腐蚀.有限元模型复现了腐蚀界面发展和腐蚀产物沉积过程.     

航空电连接器腐蚀退化仿真研究

目的 探索当航空电连接器腐蚀退化时，其接触阻抗的变化规律，研究航空电连接器腐蚀退化对信号传输的影响规律。方法 首先对航空电连接器腐蚀退化的机理进行研究，建立其等效电路模型，然后分别对低频电连接器和射频电连接器进行仿真研究，提取阻抗参数，分析腐蚀退化对信号传输的影响规律。结果 接触电阻随着腐蚀程度的加深明显增大，接触电感随着腐蚀程度的加深变化不大，接触电容随着接触面腐蚀面积的增大而增大，随接触面间腐蚀厚度的增加而减小。接触电阻随频率的增加而增大，接触电感和接触电容随频率的增大基本保持不变。接触阻抗在低频时呈现感性特征，高频时呈现容性特征，阻抗幅值随频率的增加先增大、后减小，峰值出现在感性和容性转换频率处，腐蚀退化将使该转换频率减小。结论 对于低频信号，腐蚀退化将导致信号的衰减和延迟；对于高频信号，在转换频率处，信号的回波损耗、插入损耗和电压驻波比出现极值。     

DJB-823保护剂对典型航空电连接器腐蚀行为的影响

目的分析DJB-823保护剂对典型铝合金电连接器的影响。方法在实验室条件下针对未喷涂和喷涂DJB-823保护剂的典型铝合金电连接器开展对比酸性盐雾试验,以孔蚀率、腐蚀速率和接触电阻为指标参数,表征腐蚀行为规律。结果保护剂对电连接器有明显的腐蚀防护作用,保护剂使得电连接器孔蚀率降低了24%~37%。保护剂能有效保证电连接器腐蚀前后接触电阻变化不大,未喷涂保护剂的电连接器盐雾腐蚀336 h后,接触电阻增大到2.5 mΩ,达到临界失效状态。结论保护剂对酸性盐雾条件下的AF24-10型铝合金电连接器腐蚀防护作用明显。     

海洋环境下航空电连接器腐蚀行为规律研究

目的研究电子设备中电连接器的腐蚀问题。方法以军用飞机典型电连接器为研究对象,在实验室条件下模拟军用飞机服役的海洋环境条件,开展加速腐蚀试验。得到电连接器宏观、微观腐蚀形貌,接触电阻和绝缘电阻的变化规律,分析加载电流和未加载电流对电连接器腐蚀行为的影响规律。结果在腐蚀试验的前3个周期,绝缘电阻值在1500～0 M?之间剧烈变化,到第4个周期降到0 M?,完全丧失绝缘性能。结论加载电流明显加重了电连接器的腐蚀程度,导致接触电阻快速增大,腐蚀明显劣化了电连接器的导电性能。     

某型飞机典型电连接器接插件插拔特性和接触电阻仿真研究

目的仿真分析电连接器的插拔特性和接触电阻的变化规律。方法以海军某型飞机典型电连接器接插件为研究对象,采用ANSYS Workbench静力学模块,对电连接器接插件进行插拔特性分析,采用COMSOL对接触电阻进行仿真。结果开始接触与插针圆形倒角完全进入簧片收口端倒角的中间阶段,插入力达到峰值。插针圆形倒角完全插入插孔簧片倒角,簧片变形量达到最大。最大应力位于簧片根部截面内侧开槽处。接触电阻随接触压力的增大而减小,随表面粗糙高度的增大而增大,随粗糙斜率的增大而减小。结论插拔力、接触压力和形变量在插拔过程中的变化规律由接插件的材料和结构决定,接触压力和表面粗糙度的变化对接触电阻产生了显著的规律性影响。     

海洋大气环境对铝合金电连接器壳体腐蚀及电气性能影响

目的研究海洋大气环境对2A12和6061铝合金电连接器性能的影响。方法开展2A12和6061铝合金电连接器在海南万宁试验站4 a棚下暴露试验,通过宏微观形貌观察和电气性能测试对比分析两种铝合金电连接器壳体的腐蚀差异和电气性能变化。结果两种铝合金电连接器壳体均出现镀层鼓泡、剥落和基体腐蚀,6061铝合金电连接器壳体腐蚀程度高于2A12铝合金电连接器。2A12铝合金基体发生点蚀和晶间腐蚀,6061铝合金基体发生剥蚀,基体腐蚀产物堆积,导致镀镍层开裂剥落,进而失去防护作用。相对于导通性能、耐压强度,电连接器的绝缘电阻对海洋大气环境更为敏感。结论铝合金化学镀镍壳体电连接器在热带海洋大气环境下不适宜长期使用。     

航空发动机叶片振动特性试验研究

目的通过理论计算和试验验证获得航空发动机叶片一阶弯曲振动频率,并在一阶弯曲振动模态下获取叶片所受应力与叶片自振频率、叶片振幅之间的关系。方法利用有限元分析软件对叶片进行模态分析,得到叶片的一阶弯曲振动频率。在振动试验系统上,通过扫频试验验证叶片发生一阶弯曲共振的频率,对叶片进行高应力振动试验。结果叶片一阶弯曲振动频率理论计算值为3584 Hz,实验值为3286 Hz,误差为8.31%,满足工程误差小于10%的要求。叶片所受应力与叶片自振频率、叶片振幅之间的关系为σ=1.8759af。结论得到了叶片的一阶弯曲振动频率以及叶片所受应力与叶片自振频率、叶片振幅之间的关系。     

弹用电连接器湿热环境下寿命预测

目的预测某型电连接器的剩余寿命。方法以某弹用电连接器为研究对象,在分析导弹服役环境和电连接器失效机理的基础上,基于电连接器接触电阻性能退化特点,利用Wiener过程拟合电连接性能退化轨迹。然后,以Wiener过程的漂移参数为中间变量,采用广义Eyring模型,对温度、湿度应力进行建模,进而根据试验数据对性能退化数据似然函数的参数进行估计。最后,结合加速模型,推导得到正常应力水平下的漂移参数值,从而确定出电连接器的可靠度模型。结果计算出样品电连接器的平均寿命,可进一步推断该型电连接器的其他寿命信息。结论Wiener过程可以拟合湿热环境下电连接器的性能退化轨迹,温湿应力是开展弹上设备试验需重点关注的因素,考虑进一步提高类似环境载荷下的加速退化试验效率,可在一定程度上增大温度应力水平。     

海洋大气模拟环境下电连接器安装防护工艺验证分析

目的研究海洋大气模拟环境下,电连接器不同安装防护工艺方法的环境适应性。方法选取有代表性的电连接器,以不同的安装防护工艺装配在典型结构材料制作的安装板上,在实验室加速腐蚀环境下,验证其不同的防护效果。结果电连接器线缆的不同防护工艺将对电连接器基本电性能造成直接影响,安装板与电连接器接触面的防护工艺不同将对其基体材料的腐蚀程度造成很大差异。结论采用热缩管对连接器线缆进行有效的密封能保护电连接器内部结构,避免腐蚀介质的侵蚀对电性能造成影响,电连接器安装(包括方盘安装和气密螺母安装),应对其安装接触面进行填角密封,且安装板前后两面都需要进行密封。     

一种模拟动力学边界条件的环境振动试验方法研究

目的提高环境振动试验的可靠性。方法以某典型钛合金蜂窝夹芯壁板试验件为例,提出一种模拟试验件动力学边界条件的试验方法,在试验件周围引入弹性连接件,再通过刚性转接工装与振动台台面连接,以试验件在试验安装状态下的共振频率及振型节线位置为优化目标,以弹性连接件的外形尺寸及厚度为优化变量,对弹性连接件进行优化设计,从而模拟试验件真实的动力学边界条件。结果弹性连接件的优化设计使得试验件在试验安装状态下前两阶共振频率与试验要求相差小于8%,而且振型节线位置与试验要求基本重合,达到了模拟试验件真实动力学边界条件的设计目标。结论对于壁板类试验件,在传统刚性夹具的基础上引入弹性连接件的试验方法,可以较好地模拟试验件真实动力学边界条件,提高环境振动试验的可靠性,并且这种方法对试验费用及试验周期影响较小,具有良好的工程应用前景。     

运用正弦扫频实现电动振动台模型的频域辨识

目的研究以电动振动台为典型设备的相关振动试验装置的频域辨识技术。方法通过分析电动振动台数学模型,采用正弦扫频试验方法,进行全频带振动台空台面正弦扫频,并对所获得的时域正弦扫频数据进行频谱分析,进而获得系统的频率数据,再运用复数域上的最小二乘拟合算法,完成振动台模型传递函数的辨识。结果通过某型电动台空台面试验,对一组实测数据进行辨识,辨识出的电动振动台模拟与真实模拟一致。结论通过该方法并合理选取模型结构,能够很好地辨识出振动试验装置的模型。     

某导弹振动夹具设计及测试分析

目的 设计符合某导弹振动试验要求的夹具.方法 采用SolidWorks和Workbench两种软件协同分析的方法,对振动夹具进行设计.首先使用SolidWorks建立导弹振动夹具的实体模型,之后在Workbench中采用有限元方法对夹具进行模态分析.根据模态分析结果,在对夹具进行多次的结构修改和分析计算后,得到满足设计要求的夹具.将设计合格的夹具加工制作后,在振动台进行传递特性分析,以验证设计和分析结果.结果 根据振动夹具模态振型的变化趋势,可以通过增加夹具的底板和立板的厚度来提高夹具的固有频率.通过计算,将夹具底板和立板的厚度均增加到30.0 mm时,夹具的固有频率达到了311.68 Hz.将加工好的夹具按照实际试验方式固定在振动台,并进行动态响应测试,得到夹具一阶频率为410.0 Hz.结论 设计方法达到了振动夹具的基频大于被试品3～4倍的目标,满足了导弹振动夹具的动力学特性要求.     

航空发动机叶片高应力振动疲劳试验技术研究

在电动振动台上对航空发动机叶片进行了高应力振动疲劳试验,详细研究了试验机理,提出了辅助点监测叶片最大振动应力、共振峰后定频率激励等试验方法,并成功利用振动台开环控制技术有效稳定了叶片的振动应力水平,从而获得可靠的疲劳数据。另外,从试验角度出发,对振动台激励与叶片振动应力响应之间的关系进行了研究。     

海军某型飞机典型电连接器失效分析

目的分析得出电连接器失效的主要原因。方法以海军某型飞机三个型号典型电连接器插孔端为主要研究对象,对电连接器宏观形貌进行目视检查分析,并采用扫描电子显微镜进行微观形貌观察,采用能谱分析仪进行微观成分分析,研究壳体表面和插孔接触面的化学成分组成。结果腐蚀和磨损是外场电连接器失效的主要诱因,电连接器有一定程度的局部腐蚀,表面积聚的灰尘和海盐颗粒对腐蚀有较明显的促进作用。插拔不当造成的插针与插孔间同心度的偏差,与微动磨损共同作用加速了局部腐蚀。结论插拔不当、微振磨损与局部腐蚀是导致电连接器性能下降乃至失效的三大主要因素。     

零秒脱落连接器可靠性设计及指标验证

目的 实现零秒脱落连接器高可靠的要求。方法 在产品设计中系统地开展可靠性设计与分析工作,进行设计方案优选以及设计方案优化,提高连接器的固有可靠性水平。通过分析确定连接器的薄弱环节及其可靠性特征量,并据此制定可靠性试验方案,验证连接器可靠性水平。结果 通过对可靠性试验数据进行评估,在规定的试验条件下,零秒脱落连接器发射任务可靠度的单侧置信下限值满足规定的可靠性指标要求。结论 通过将可靠性设计与分析工作融入产品工程设计过程中,在设计阶段有效地确保了连接器固有可靠性的实现。可靠性试验方案合理、可行,有效地降低了样本数量及试验成本。为相似产品的可靠性设计验证工作积累了工程经验。