论文部分内容阅读
在各类电子系统中,电连接器是连接器件与组件、组件与单机、单机与单机、系统与系统必不可少的基础元件,起着传输能量和信号的重要作用。与其他用途的电连接器不同,航天用电连接器必须适用各种复杂严苛的工作环境条件,低温(例如：90K温区、20K温区)工作条件就是其中之一。电连接器基座通常采用玻璃与金属匹配封接,进而实现信号传输与密封的作用。国内通常采用电真空玻璃DM-305、DM-308或7070玻璃与膨胀合金匹配封接,在工作温度范围内,要求封接玻璃与膨胀合金的线膨胀系数相接近,可以减少封接处的热应力,从而提高电连接器的密封性能与使用寿命。目前国内针对室温温区的电连接器产品已经相对成熟,而针对航天应用的低温电连接器的密封性能尚不稳定,亟待改进。其原因主要在于目前的低温电连接器的设计与制造工艺仍然采用常温电连接器的材料,以及这些材料在常温下的特性参数,未能充分考虑低温工作条件的影响。为了改善低温电连接器的密封性能,针对电连接器常用膨胀合金和封接玻璃在低温下的线膨胀系数数据缺乏,以及对于低温工作条件导致的热应力缺乏关注的问题,本文展开了以下三方面的研究内容：1)在分析现有线膨胀系数测量方法的基础上,确定了采用电测法进行室温至液氮温区封接玻璃和膨胀合金材料线膨胀系数的测量。阐述了电测法测量线膨胀系数的原理与方法,并推导了线膨胀系数与应变片电阻变化的关系式。在此基础上,设计搭建了室温至液氮温区线膨胀系数测量实验系统。2)利用自制的低温线膨胀系数测量实验系统,测量了电连接器常用膨胀合金(4J29、4J33、4J34、4J36)和封接玻璃(DM-305、DM-308、DW-211)在室温至液氮温区的线膨胀系数。3)根据本文实验测量所得到的材料在低温下的线膨胀系数,采用ANSYS软件对电连接器从室温冷却至液氮温区由于材料热变形导致的热应力进行了模拟计算,重点分析了线膨胀系数、工作温度、插针中心距等对电连接器热应力的影响。