精密同轴转接头的设计

前言在高频尤其是在微波测量时,往往需要各种不同类型的同轴接头进行连接或转换。同轴传输线不仅仅要有连接头,同时各国的仪器型号不同,其输入、输出接头的形式差异很大,常常需要进行接头间的转换。常见的有N型——平接头(又称无极性接头)、N型——SMA接头、N型——西德接头以及N型——TNC接头等等。同轴接头性能的优劣对微波同轴元件有直接影响。为了保证连接可靠,提高测试精度,设计好同轴接头是十分必要的。对于同轴接头的要求主要是引入的附加反射越小越好,即特性阻抗应尽量     

小型微波同轴接头的试制与发展

本文扼要地叙述了了目前国际上通用的OSM小型微波同轴接头的特点,对这种接头的主要尺寸进行了验证计算,确定了接头连接部的结构和尺寸,介绍了接头的测试方法,并在美国HP8409—B自动网络分析仪上将自行试制的小接头和国外Omni公司同类的OSM接头进行了测试对比。最后还对国外新发展的一种具有工作频率高、泄漏小、驻波系数低、寿命长等特点的新型APC—3.5mm精密同轴小接头进行了介绍。     

带衬套沉头螺栓复合材料/金属接头拉伸性能

对带衬套沉头螺栓连接复合材料/金属接头进行拉伸试验,测量了接头的载荷-位移曲线和面外变形等性能,研究了接头的拉伸行为。利用ABAQUS软件,建立了接头的有限元模型,计算得到的条件挤压载荷、极限破坏载荷和破坏模式与试验结果吻合较好,证明了所建有限元模型的有效性。利用该模型,分析了接头破坏的机理,并进一步研究了螺栓与衬套过盈量、拧紧力矩和钛板厚度等因素对接头拉伸性能的影响。结果表明:适度的增大螺栓与衬套的过盈量能有效提高接头的刚度和强度;在一定范围内增加拧紧力矩能提高接头的承载能力;增加钛板的厚度,对接头的刚度有明显提升,但对极限破坏载荷影响较小。      

不锈钢精密微波同轴接头

不锈钢材料具有优良的性能,例如具有塑性好、防锈,防磁、耐高温等特性,因而是宇航、原子能、海洋开发、化工工业等重要金属原料。近十年来,在电子工业上广泛采用303~#不锈钢制造微波同轴接头。由于不锈钢接头具有稳定的接触电阻,所以用不锈钢制造的接头和用铜加工后镀金或镀银的接头具有同样的电性能,但不锈钢接头在承受恶劣环境,如盐雾、     

Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接接头的疲劳性能

通过疲劳寿命试验、疲劳断口和金相组织分析,研究了Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接接头的疲劳性能,分析了接头前进侧热机影响区(TMAZ,Thermal-Mechanically Affected Zone)出现的“钩状缺陷”对其疲劳性能的影响.结果表明,钩状缺陷容易引起裂纹萌生及扩展,减小接头的有效承载板厚,适当缩短搅拌针长度可以改善钩状缺陷,提高接头力学性能.母材与搭接接头的疲劳S-N曲线研究表明:在高疲劳应力下,接头的疲劳寿命接近母材,但随着疲劳应力水平降低,接头的疲劳寿命急剧下降,200万循环周次下的疲劳强度仅达到80 MPa,为母材的35％.     

Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接接头的疲劳性能

通过疲劳寿命试验、疲劳断口和金相组织分析,研究了Al-Li合金搅拌摩擦焊搭接接头的疲劳性能,分析了接头前进侧热机影响区(TMAZ, Thermal-Mechanically Affected Zone)出现的"钩状缺陷"对其疲劳性能的影响.结果表明,钩状缺陷容易引起裂纹萌生及扩展,减小接头的有效承载板厚,适当缩短搅拌针长度可以改善钩状缺陷,提高接头力学性能.母材与搭接接头的疲劳S-N曲线研究表明:在高疲劳应力下,接头的疲劳寿命接近母材,但随着疲劳应力水平降低,接头的疲劳寿命急剧下降,200万循环周次下的疲劳强度仅达到80 MPa,为母材的35%.     

具有优良性能的超小型毫米波接头

近年来国外毫米波技术在同轴方面的研究取得了许多新进展,各种超小型毫米波接头相继研制成功,如美国Wiltron公司推出的频率上限为46GHz的K接头系列,HP公司推出的频率上限为50GHz的2.4mm接头,以及OMNI公司的OSSM接头等。具有优良性能的毫米波接头的问世,促进了毫米波同轴器件和毫米波集成电路的应用和发展。尽管目前国外推出的超小型接头品种较多,但是先前推出的毫米波接头都不同程度地存在一些缺点,要么这些接头这不到足够高的频率,例APC—3.5接头的上限频率只有34GHz,而且成本太高;而1.9mm接头虽然其频率上限达50GHz,但因其可靠性较差,而且该接头不     

精密微波同轴小接头的改进

本文通过对两种SMA转接头的典型结构分析,给出了设计改进前后电压驻波比的测试结果,叙述了接头设计中遵循设计基本原则的重要性。合理的设计不仅使结构简单、加工方便,而且可大大提高和改善接头的电性能。文章介绍了目前国外应用APC3.5接头校正硬件,提高SMA接头的测量精度,从而使现有的SMA接头测量技术有了新的起色。     

CFRP平-折-平连接接头试验研究与数值模拟

针对碳纤维增强复合材料（CFRP）平-折-平（FJF）连接接头强度和失效问题进行了试验研究和数值模拟。基于商用有限元软件ABAQUS,建立了FJF连接接头强度预测模型,通过与试验结果进行对比,探究了此类接头在拉伸载荷工况下的失效形式和承载能力,同时分析了搭接长度对接头强度和失效模式的影响。结果表明,利用模型预测的接头承载能力与试验结果的误差均小于3.5%,具有较好的精度。不同搭接长度下,FJF混合连接接头相较于胶接连接接头和机械连接接头强度均有提升。接头的强度随着搭接长度的增大而增大,搭接长度增大到一定程度后趋于平缓。搭接长度较小时,FJF混合连接接头失效表现为胶层沿搭接区的断裂和孔边挤压失效;搭接长度较大时,失效模式转变为层合板孔边拉伸断裂和胶层扩展至孔边的断裂。      

SMA 半刚性电缆接头的设计与性能

本文主要讨论了半刚性电缆接头的设计、加工和性能,并给出了弯电缆接头及各种例行试验对半刚性电缆接头性能的影响。文章还介绍了国外对半刚性电缆接头与标准SMA 扦座连接后由于交界面尺寸不同引起失配的两种补偿方法及测试结果。     

基于XFEM-CZM耦合法的胶接接头裂纹扩展分析及强度预测

采用扩展有限元法（XFEM）和内聚力模型（CZM）相耦合的方法,分析胶接接头胶层内部裂纹扩展、界面脱粘分层现象。采用内聚力单元和内聚力接触描述胶层/板材界面,建立单/双搭接接头有限元模型。预测拉伸载荷下接头的强度性能并与已有试验数据对比分析,验证XFEM-CZM耦合法的可行性及内聚力单元和内聚力接触2种界面建模方法的有效性。模拟裂纹从胶层内部扩展至胶层/板材界面并引起界面脱粘分层的过程,分析其损伤失效机理。讨论初始裂纹长度和界面刚度、强度及应变能释放率对胶接接头强度性能的影响。结果表明:胶接接头强度随初始裂纹长度增加而降低,且在双搭接接头模型中表现更为明显;界面刚度、强度对胶接接头强度影响较大而应变能释放率的影响较小。      

飞机装配型架标准接头定位器自动选取算法

在现代飞机结构中,整体结构件的应用导致了飞机装配型架结构中大量使用接头和工艺孔定位器.这些定位器一般由工作头和标准接头定位器两部分构成.为了缩短型架研制周期,在型架设计中开始推广应用CAD技术,包括开发型架专用设计系统.因此,研究接头定位器的自动设计,对进一步简化型架设计过程、提高设计效率具有重要的意义.标准接头定位器的自动选取是实现接头定位器自动设计的技术关键,就此提出了标准接头定位器自动选取的专门算法,其中包括提出并建立可定位域概念及其数据表示格式.该算法已应用于自行研制的飞机装配型架CAD系统中相关模块的开发,并取得了良好的应用效果。     

捆绑式运载火箭横向振动的固有特性分析

用有限元法ALGOR通用程序的子空间迭代法分析了下端固支的捆绑式运载火箭横向固的振动特性。计算包括助推器的上、下接头与芯级箭体固接和下接头固接而上接头绞接两种连接情况。实验结果表明,该方法是有效的。     

易切不锈钢在微波同轴接头上的应用

本文简单地介绍了易切不锈钢分类和特点,并给出了利用我国钢铁研究院根据国外最新研究成果研制成的Ca-S复合易切不锈钢与通常用黄铜加工的N型同轴接头进行比较,通过加工和测试表明,这种钢不仅具有良好的加工工艺性,而且其电压驻波比和用黄铜加工的接头完全一样,说明用这种新型的不锈钢材料代替铜加工接头,不仅可避免电镀,而且对提高产品质量,延长接头寿命,简化工艺,节省大量金、银,降低成本都具有重要意义。作者通过实际统计数字说明,按年产1000套接头计算,每年即可节约1—1.5万元左右。     

K型半刚性电缆接头的研制

介绍K型半刚性电缆接头的特点和主要技术指标,着重讨论K型半刚性电缆接头的设计和结构,给出了自行研制的K型接头经美国HP8510毫米波网络分析仪详细测试的结果。测试结果证明,在25.5～40GHz频带内返回损耗为-14.55～38.55dB,接近国外同类产品水平,为国内毫米波接头填补了一项空白,并为我国毫米波同轴系统的推广应用打下了初步基础。     

纳米银膏与微米银膏烧结连接对比

用粒径20~80nm的纳米银膏和粒径1~3μm的微米银膏进行了烧结连接镀银铜块的对比实验.借助热/力物理模拟试验机Gleeble 1500D对接头剪切强度进行了测定.用扫描电镜及能谱分析仪对接头的微观组织进行了观察和分析.结果表明:在相同的连接条件下纳米银膏烧结连接的剪切强度明显高于微米银膏烧结连接的剪切强度.接头断口和显微组织分析表明,在相同条件下,纳米银膏烧结接头组织的质密性好于微米银膏烧结接头的组织质密性.在微米银连接接头中,由于Cu块-烧结银层间的界面处存在裂纹,其剪切强度较低.     

00Cr18Ni10N奥氏体不锈钢焊接接头应力腐蚀特性

采用恒载荷应力腐蚀实验方法和表面显微分析方法研究了3.5% NaCl水溶液中00Cr18Ni10N奥氏体不锈钢母材及焊接接头的应力腐蚀开裂行为.通过应力腐蚀120 h后剩余强度的损失量分析来比较00Cr18Ni10N母材及其焊接接头的应力腐蚀性能,并利用金相显微镜和扫描电镜研究了00Cr18Ni10N钢焊缝区、热影响区与母材的显微组织差别和应力腐蚀开裂断口形貌.结果表明,焊接接头的应力腐蚀断裂位置均位于焊缝区,在较高应力水平90%σ_0.2下00Cr18Ni10N母材的强度损失较焊接接头低13.02%,母材的抗应力腐蚀性能优于焊接接头.断口形貌分析表明,00Cr18Ni10N母材和焊接接头在应力和腐蚀介质的共同作用下发生断裂,断口显现出沿晶断裂和韧窝断裂的形貌特征.     

推进剂管路接头内腔残液在轨吹除过程研究

为研究推进剂在轨加注后残留在管路接头内腔的情况,使用气液两相非稳态模型计算了吹除过程中管路接头内腔气液两相流场变化情况.吹除初始时刻直管路内流场压力出现小幅震荡,管路接头内腔中存在漩涡状流场将残液卷吸入直管路中,是残液得以吹出的主要机理.结果表明管路接头内腔中的绝大部分液体可以被吹除出去,残液吹除效果良好.     

OCrl8Ni9Ti超音频脉冲TIG焊接头组织与性能

采用研制的基于新型IGBT拓扑电路的超音频直流脉冲TIG焊电源焊接0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,并与常规直流TIG焊获得的接头进行对比.分别对各接头进行X-射线探伤检测,接头的抗拉强度测试,焊缝金相显微组织与拉伸断口SEM照片观察对比.试验结果分析表明:采用超音频脉冲TIG焊工艺的焊接接头,随着脉冲电流频率提高,焊缝的粗晶区变窄,晶粒逐渐细化,且焊缝中心细小等轴晶所占区域扩大;与常规直流TIG焊相比,30kHz的超音频直流脉冲TIG焊焊缝中心晶粒更细小,接头的抗拉强度与延伸率分别得到提高.     

复合材料结构三维有限元分析的材料参数

在调研现有文献复合材料结构三维数值分析中材料参数的基础上,阐述了基于单层板材料性能数据建立复合材料三维材料参数的方法.通过对复合材料π接头结构的三维数值模拟和试验,研究了三维材料参数中不确定参数对结构刚度预测的影响;分别采用三维修正的最大应力准则、最大应变准则、蔡-胡准则和Hashin准则评价π接头的初始破坏,结合试验数据,研究不同失效准则对复合材料π接头结构的适用范围以及材料参数对初始破坏强度预测的影响.研究工作可为一般层合复合材料结构的三维建模提供参考,并为深入理解复合材料π接头结构力学性能、准确预测其破坏强度提供理论支持.