随着各类武器型号进入高超音速时代,要求相配套的器件具备耐高温能力。本文结合型号应用,设计了一款400℃30分钟二组转换电路,采用滑动接触式高可靠结构形式的高温滑动接触式开关(以下简称“高温开关”),以满足型号应用接口、高温性能和可靠性。通过设计研究,提出影响高温开关设计的关键因子:簧片的热变形、触点压力变化以及高温结构间隙。研究高温开关在高温环境下的抗力学能力和非金属模型注塑结构高温间隙设计,开展结构间隙优化。本文通过对簧片热形变的研究,确定了簧片的结构形态,形成了设计和计算分析方法;通过对簧片触点压力的研究,明确了高温开关簧片特性参数和触点压力设计要求,确定触点压力计算方法;通过对模型注塑结构研究,确定模型注塑结构类型和工艺成型方法,在满足动作特性和结构的基础上,确定了滑动接触间隙的设计准则。一、本文发挥滑动接触式开关高可靠结构的优势,对滑动接触式开关关键技术进行梳理分析、研究,研制出400℃30分钟二组转换电路高温开关,对影响开关工作可靠性的结构、关键组件和关键尺寸进行有效的计算、仿真和分析,达到技术指标要求,满足工程化装机应用需求;对400℃~600℃30分钟耐高温参数的计算、分析和仿真,与试验值的比对,满足耐高温技术要求;对簧片组件的耐高温能力、尺寸、结构和形状等进行了详尽的核算,满足参数设计要求,形成高温开关设计方法。二、研究高温环境簧片接触压力及热应力变化情况。簧片组件是高温开关的关键零组件,影响产品的结构、动作转换、电性能和工作可靠性。通过对簧片常温条件下和高温条件下的实际工作情况,探索簧片接触压力的变化,确定高温开关设计应掌握的压力计算方法,首次探索出高温开关的设计理念。掌握簧片在热环境下的变化情况,研究得出高温下簧片的工作挠度和触点压力应是常温下的1~1.2倍的设计系数的结论。三、高温绝缘性能是影响高温开关电性能参数的重要技术指标,其合格与否直接关系到高温开关的工作可靠性。通过对高温开关模型注塑结构的应用评判,探索设计和制造高温开关复杂结构、零件的工程化应用。对关键性组合按钮和触簧系统结构配合间隙开展分析,提出常温和高温下的间隙的选取要求。得出触点压力/开关重量的比值应为0.0025~0.01,且触点压力应大于1N的设计要求;选取代表性开关结构,开展了振动验证试验,得出高温开关的结构间隙是行程开关结构间隙的1.5~2.5倍系数的结论。