基于正交试验方法的永磁微加速度开关结构参数对接触可靠性影响分析  

On Influence of Structural Parameters of Permanent Magnetic Micro-acceleration Switch on Its Contact Reliability

作　　者：朱应敏[1] 黄春跃[2] 贾建援[1] 

机构地区：[1]西安电子科技大学机电工程学院,西安710071 [2]桂林电子科技大学机电与工程学院,桂林541004

出　　处：《机械科学与技术》2007年第11期1434-1438,共5页Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering

基　　金：国家自然科学基金NASF联合基金项目(10476019)

摘　　要：基于永磁铁磁力随位移的非线性变化特性,设计了一种新型磁力微加速度开关。选取微加速度开关的三个结构参数悬臂梁宽度、质量块质量和永磁铁体积作为关键因素,基于正交试验方法设计了该开关9种不同结构参数的水平组合,给出了影响开关动作的永磁力和表面接触力计算公式。建立了该开关系统的动力学方程,采用四阶Runge-Kutta法对加速度激励下开关工作过程中永磁力、质量块与触点接触压力等参数的变化规律进行了仿真,对接触压力进行了极差分析和方差分析。结果表明:永磁铁体积对开关接触可靠性影响最大,其次是悬臂梁宽度W,最后是质量块质量G;可靠性最高的最佳结构参数水平组合为W 3G3V1,即悬臂梁宽度0.70 mm、质量块质量2.00 g、永磁铁体积5.05 mm3;在置信度为99%的情况下,悬臂梁宽度W、永磁铁体积V和质量块质量G对微加速度开关接触可靠性均具有高度显著的影响。According to the characteristic that permanent magnetic force changes nonlinearly with magnetic displacement, we design a novel magnetic micro-acceleration switch. Its three structural parameters of the width of a cantilever, module mass and permanent magnet volume are selected for their critical importance. Thus we design a micro-acceleration switch of nine combinations of structural parameters and calculate the contact point pressure of the nine kinds of micro-acceleration switch using the orthogonal array method. We also establish the dynamic equation of a micro-acceleration switch and use the four-order Runge-Kutta method to simulate the working process of the switch with magnet volume of 5.05mm^3. When the confidence is 99%, all the three structural parameters exert significant influence on the contact reliability of the micro-acceleration switch.

关 键 词：微加速度开关 结构参数 接触可靠性 极差分析 方差分析 

分 类 号：TB122[理学—工程力学]