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内容简介

本书详细介绍了机载电接触件微动腐蚀及其对信号传输的影响，内容包括：飞机电连接器接触件的动态特性和微动磨损行为，飞机电连接器的腐蚀行为与机理，微动与腐蚀耦合作用下接触件的损伤行为，不同腐蚀程度下低频电连接器和射频连接器信号传输受到的影响。本书对飞机电连接器的设计制造和使用维护工作具有一定的指导作用，适合从事飞机设计、使用、维护和管理的工程技术人员（包括民航地勤人员），以及高等学校飞行器设计类专业的研究生参考阅读。

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ISBN：9787121519239

开本：16(170*240)

页数：140

字数：182

本书目录

目    录    

第1章  绪论	1
1.1  电连接器微动腐蚀损伤行为	1
1.2  电连接器微动腐蚀损伤机理	4
1.3  微动腐蚀的影响因素	8
1.3.1  材料性能与行为	9
1.3.2  接触条件	10
1.3.3  环境条件	12
1.4  小结	13
第2章  飞机电连接器接触件动态特性仿真分析	14
2.1  电连接器的结构特点	14
2.2  接触件的力学建模	15
2.2.1  结构静力分析	15
2.2.2  插拔力分析	16
2.2.3  接触情况分析	17
2.2.4  振动分析	18
2.3  插拔仿真与结果分析	19
2.3.1  设置材料属性和接触条件	19
2.3.2  设置边界条件和载荷	20
2.3.3  插拔仿真结果分析	21
2.4  振动特性仿真与结果分析	22
2.4.1  模态分析	22
2.4.2  谐响应分析	23
2.4.3  随机振动分析	24
2.5  热-结构耦合仿真与结构分析	26
2.6  小结	27

第3章  飞机电连接器接触件微动磨损仿真分析	28
3.1  Archard模型及其在ANSYS中的应用	28
3.1.1  Archard模型	28
3.1.2  接触件在微动过程中的受力分析	30
3.1.3  ANSYS中的磨损算法	30
3.2  材料磨损系数计算	32
3.3  基于Archard模型的微动磨损有限元仿真	33
3.3.1  建立有限元模型	34
3.3.2  设置接触	34
3.3.3  设置运动副	35
3.3.4  网格划分	35
3.3.5  设置边界条件和载荷	36
3.4  仿真结果分析	37
3.4.1  模型有效性验证	37
3.4.2  接触状态分析	37
3.4.3  变形和应力分析	38
3.4.4  磨损量分析	41
3.5  小结	42
第4章  飞机电连接器海洋环境加速试验与腐蚀仿真	43
4.1  加速试验设计	43
4.2  加速试验结果分析	46
4.2.1  外观腐蚀	46
4.2.2  接触电阻	46
4.2.3  其他电气性能	50
4.3  基于水平集方法的接触件腐蚀有限元仿真	50
4.3.1  接触件腐蚀原理	50
4.3.2  基于水平集的移动界面跟踪法	52
4.3.3  极化曲线测试	54
4.3.4  建立COMSOL有限元腐蚀模型	55
4.4  仿真结果分析	58
4.5  小结	63

第5章  微动与腐蚀耦合作用下接触件的损伤行为	64
5.1  典型失效案例分析	64
5.1.1  失效案例描述	64
5.1.2  失效电连接器接触件损伤情况检查与分析	65
5.2  接触件微动磨粒磨损仿真分析	68
5.2.1  磨粒磨损原理	68
5.2.2  建立基于ANSYS/LS-DYNA的微动磨粒磨损仿真模型	70
5.2.3  磨损仿真结果分析	72
5.3  接触件磨痕处应力腐蚀仿真分析	75
5.3.1  应力腐蚀原理	75
5.3.2  建立应力腐蚀有限元模型	76
5.3.3  应力腐蚀仿真结果分析	79
5.4  小结	85
第6章  低频电连接器的腐蚀及其对信号传输的影响	86
6.1  低频电连接器加速腐蚀试验	86
6.1.1  试验设计	86
6.1.2  电连接器内部腐蚀形貌观察	88
6.1.3  接触电阻	90
6.2  腐蚀对信号传输的影响	92
6.2.1  电接触模型	93
6.2.2  试验设计	93
6.2.3  波形变化分析	95
6.3  小结	98
第7章  射频连接器的腐蚀及其对信号传输的影响	99
7.1  射频连接器加速腐蚀试验	99
7.1.1  试验设计	99
7.1.2  射频连接器插针腐蚀形貌观察	101
7.1.3  接触电阻	102
7.2  腐蚀对高频信号传输的影响	103
7.2.1  二端口网络模型	104
7.2.2  试验设计	106
7.2.3  测量结果	107
7.3  小结	111
第8章   射频连接器腐蚀对信号传输影响的仿真分析	112
8.1  射频连接器内部薄液膜的发展过程分析	112
8.2  射频连接器受薄液膜腐蚀的有限元仿真分析	114
8.2.1  仿真模型构建	114
8.2.2  材料属性设置	115
8.2.3  边界条件设置及求解	115
8.2.4  仿真流程	116
8.3  仿真结果分析	116
8.3.1  间隙形成对信号传输的影响	116
8.3.2  薄液膜生成对信号传输的影响	118
8.3.3  薄液膜发展对信号传输的影响	119
8.3.4  腐蚀膜层对信号传输的影响	120
8.4  小结	122
参考文献	123

展开

前言

前    言    
电连接器在其服役期间，电接触界面很容易受到振动和微位移的影响，并在腐蚀气氛的作用下，产生微动腐蚀损伤。当接触电阻值（Electrical contact resistance，ECR）超过一定阈值时，即判定为接触失效。微动腐蚀是电连接器接触失效的主要原因之一，尤其是在海洋环境中服役的飞机上的电连接器，不仅要经受高温、高湿和盐雾出现时间长等自然环境考验，而且要经受振动、冲击等机械环境考验。当综合考虑微动过程与环境介质的影响时，就形成了复杂的涉及机械运动和化学反应等因素共同作用的微动腐蚀问题。对于遭遇微动腐蚀问题的电连接器，其接触件一旦发生腐蚀将导致接触电阻、电压驻波比等电气性能参数发生变化，进而影响信号的传输质量，情况严重时会危及飞行安全。
本书以著者及研究小组多年的研究成果为基础，系统分析了机载电接触件微动腐蚀及其对信号传输的影响：针对在海洋环境中服役的飞机的特点，采用理论分析、加速试验及有限元仿真等方法，按照分离耦合的路线，开展海洋环境下典型飞机电连接器接触件在微动和腐蚀耦合作用下的损伤行为和机理研究；针对在海洋环境中服役的飞机的特点，设计加速腐蚀试验，研究了J599系列电连接器和SMA型射频同轴连接器在海洋环境多应力下的腐蚀形貌和接触电阻的变化情况，基于得到的腐蚀样本，根据两种电连接器所传输信号的特点分别设计了高低频信号影响试验，并采用有限元仿真方法进一步验证了腐蚀对高频信号影响的试验结果。本书的研究结论揭示了电连接器在特定情况下受到微动和腐蚀损伤的诱因、条件、损伤行为和微观机理，初步探索了腐蚀对电连接器信号传输的影响程度，为未来飞机电连接器的设计制造和使用维护工作提供了参考和依据，为失效分析和故障判定提供了技术支撑。
本书共8章。第1章从行为和机理两个方面概括了微动腐蚀研究的现状和发展情况，总结了材料性能与行为、接触条件和环境条件三个方面共十个因素的影响作用；第2章、第3章采用理论分析与有限元仿真相结合的方法分析了电连接器接触件的动态特性和微动磨损行为；第4章、第5章通过海洋环境加速试验与有限元仿真相结合的方法分析了电连接器的腐蚀行为与机理、微动与腐蚀的相互作用影响；第6章、第7章通过加速腐蚀试验分析了不同腐蚀程度下J599和SMA两型电连接器信号传输受到的影响；第8章通过建立射频连接器的高频结构仿真模型，全过程分析了薄液膜的变化，以及由其产生的腐蚀膜层对高频信号传输的影响。
参加本书撰写的人员有海军航空大学的郁大照（第1章、第2章、第8章）、王希彬（第3章）、王琳（第4章）、胡家林（第6章）、刘琦（第5章）、许振晓（第7章）。全书由郁大照负责统稿。
本书的研究工作是在国家自然科学基金面上项目（No.51375490）资助下完成的，写作本书曾参阅了相关文献、资料，在此一并致谢。
由于著者的水平有限，书中难免存在疏漏与不足之处，希望广大读者批评指正。

著  者   
2024年12月

展开

作者简介

郁大照，海军航空大学航空基础学院教授、博士生导师。长期从事航空装备腐蚀与控制研究，现为中国航空学会航空科普专家、航空装备腐蚀治理专家；曾荣获军队科技进步二等奖3项，三等奖2项，中国腐蚀与防护学会科学技术二等奖1项，授权国家发明专利5项，软著3项，国际发明展览会金奖1项，发表论文100余篇，公开出版专著、教材6部。

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