耐环境小圆形电连接器接触可靠性设计与试验评价的研究

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1、密级★保密期限：（涉密论文须标注）ZSTUZhejiangSci-TechUniversity博士学位论文DoctoralDissertation中文论文题目:耐环境小圆形电连接器接触可靠性设计与试验评价的研究英文论文题目:AResearchontheContactReliabilitydesignandtheTestEvaluationofSmallCircularEnvironment-ResistantElectricalconnector学科专业：机械设计及理论作者姓名：王世娇指导教师：陈文华教授完成日期

2、：2015年9月Ｉ浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的巧究工作及取得的研究成果。除了文中特别加科标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，化不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位沦文作者签名：主堆签字日期；Ｗ年月日？巧■学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理王大学有权保留并向国

3、家有关部口或机构送交本论文的复巧件和磁盘，允许论文被查閑和借阅。本人授权浙江理工大学可权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可Ｌ乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）；学位论文作者签名＂：王權遗＾签字曰期：ｗ／ｆ年月／曰／ｆ导师签違：签字曰期：年＾月７曰摘要型号装备作为一种威慑和防御力量，服役后绝大部分时间处于贮存状态。随着型号可靠性要求的提高，新型型号装备的设计贮存寿命已要求达到32年，这对系统中的电

4、连接器等元器件的可靠性水平和配套能力提出了巨大的挑战。J599系列耐环境小圆形电连接器与普通电连接器相比，具有更好的耐环境影响特性及更高的可靠性指标，被广泛应用在控制、遥测和安全等型号系统中，对装备系统的可靠性起到了关键的作用。但是我国现阶段所生产的J599系列电连接器是按照美军标MIL-C-38999进行仿制，在贮存和使用过程中，曾出现接触电阻增大，甚至接触失效等问题，不能满足系统提出的32年贮存期的要求，因此，J599系列电连接器面临着如何实现可靠性的定量设计，并在短时间内完成可靠性验证的难题。本文以“长期贮

5、存、一次使用”的型号装备为应用背景，选取J599III/26(20)FA35型电连接器作为J599系列电连接器的代表，通过分析贮存剖面中电连接器受到的各种应力及其失效模式，掌握电连接器的失效机理，建立其可靠性统计模型，研究电连接器的结构、尺寸和材料等参数与其可靠性指标的关系，建立电连接器可靠性设计的数学模型，研究可靠性定量设计的方法；同时对电连接器恒定应力加速退化试验进行优化设计，并对试验方案进行模拟评价，确定最终试验方案，通过对试验数据进行统计分析，建立电连接器贮存可靠性的快速评价方法，使J599系列电连接器的

6、贮存寿命达到型号装备提出的长寿命的要求。全文共分为八章，每章的主要内容如下：第一章阐述了论文的研究背景和重要意义，介绍了可靠性设计、加速退化试验技术及电连接器的可靠性的国内外研究现状以及目前存在的问题，最后给出了论文的研究思路和主要内容。第二章分析了J599III/26(20)FA35型电连接器的结构，所用的材料及各部分的功能，研究了整个贮存剖面中存在的应力种类及对电连接器接触电阻、绝缘电阻等主要性能参数的影响，给出了电连接器贮存环境下的所有失效模式，确定了电连接器最主要的失效模式——接触失效；最后从微观角度出发

7、，研究电连接器在环境应力作用下性能下降直至失效的原因。第三章根据电连接器接触失效的机理，从微观结构对接触件的表面状况进行了分析，利用反应动力学推导出了接触电阻与结构、材料、表面形貌及接触压力之间的关系，结合电连接器的寿命分布模型，建立了贮存环境下电连接器的长寿命设计模型，最后给出了模型参数的确定方法。第四章依据电连接器的退化模型，对电连接器恒定应力加速退化试验方案的优化设计方法进行了研究，建立了恒加退化试验优化设计的数学模型，并从精度和稳健性两个方面评价了传统恒加退化试验方案和两应力不等分配优化恒加退化试验方案，

8、并给出了恒加退化试验的调整试验方案，最后结合实际条件确定了改动后的加速退化调整试验方案并进行了方案的稳健性分析。第五章以正常应力水平下电连接器的对数寿命中位数估计值渐近方差的大小作为衡量的依据，通过蒙特卡洛模拟得到仿真试验数据，利用极大似然法从估计精度和稳健性两方面对电连接器恒定应力加速退化试验方案进行了模拟评价，结果表明，改动后的加速退化调整试验方案可行，从而验证了电连