航天电磁继电器触簧系统振动特性分析方法的研究

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该文综合分析了国内外研究现状,针对目前抗振性设计方法存在的问题,提出了航天电磁继电器触簧系统振动特性的分析方法,即应用经典解析法对触簧系统进行模态分析,强迫振动条件下的响应分析及振动极限加速度分析.首先,通过对航天电磁继电器的激振位移传递路径的剖析,将影响电磁继电器振动性能的主要因素进行归类.运用振动力学连续系统理论,建立了簧片弯曲振动的数学模型,分析了触簧系统各组件的固有频率和振型函数;针对工程实际中存在的折线段簧片、变截面簧片和端部带有触点的簧片的特点,分别运用假设模态综合法、里兹法、瑞利法进行了基频的求解,为分析触簧系统的结构动力特性奠定了理论基础.然后,应用振型叠加法分析了强迫振动条件下簧片系统各组件的位移响应,同时运用多自由度系统的振动理论,引入接触刚度的概念,阐述了动态条件下常闭触点组最佳接触位置的判定,并应用有限元分析软件—ANSYS进行了常闭触点组的动态特性的仿真分析与验证.最后,分别求解了触簧系统为柔性结构和刚性结构的振动极限加速度,给出了触簧系统的抗振性合理判据,分析了影响振动极限加速度的主要因素,比较结果表明柔性结构的抗振性能优于刚性结构.该研究作为航天电磁继电器抗振动设计的基础理论,可为机械反力系统参数优化设计和可靠性设计提供理论依据,也可推广应用到含有机械触点的军用开关电器的产品设计中.
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