某鈍感電底火電磁環(huán)境適應(yīng)性模擬研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、本文以某橋絲式電底火為基礎(chǔ)，采用平面接觸式封裝結(jié)構(gòu)，以半導(dǎo)體橋替代橋絲作為該電底火的換能元。采用有限元分析的方法，對(duì)電磁能量作用于SCB電底火的整個(gè)過程進(jìn)行了電熱仿真模擬，分析了各結(jié)構(gòu)參量對(duì)該電底火的電磁環(huán)境適應(yīng)性的影響規(guī)律，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并通過恒流安全性實(shí)驗(yàn)和電磁環(huán)境實(shí)驗(yàn)研究了該電底火的發(fā)火性能和電磁環(huán)境適應(yīng)性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴由Ansys仿真得知，在恒流加載的條件下，橋區(qū)的溫度在初始階段呈指數(shù)型遞增，接著慢慢趨于

2、平衡直到結(jié)束，整個(gè)電流加載的過程中，藥劑和絕緣墊片是熱傳導(dǎo)的主要介質(zhì)。而將加載條件變?yōu)殪o電脈沖放電時(shí)，發(fā)現(xiàn)由于靜電作用時(shí)間極短，能量無法進(jìn)行有效傳遞，溫度主要集中在半導(dǎo)體橋芯片上，在國(guó)軍標(biāo)下橋膜溫度最高值為378K，美軍標(biāo)下溫度最高值為1268K。⑵在恒流作用方式下，橋區(qū)的最高溫度隨著藥劑導(dǎo)熱系數(shù)的增加而呈指數(shù)關(guān)系遞減，環(huán)境溫度對(duì)橋區(qū)的溫升速率影響較小，導(dǎo)熱系數(shù)大且薄的絕緣材料具有更好的散熱性能;而在靜電放電作用方式下，藥劑、環(huán)境溫度和

3、絕緣材料的性質(zhì)對(duì)SCB電底火的抗靜電性能基本沒有影響。⑶根據(jù)橋區(qū)溫升數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果得知，隨著橋體周圍材料散熱系數(shù)的增加，半導(dǎo)體橋橋膜達(dá)到的最高溫度和達(dá)到最高溫度時(shí)所需的時(shí)間呈指數(shù)遞減;環(huán)境溫度主要影響橋區(qū)升溫過程中的最高溫度，隨著環(huán)境溫度的增加橋區(qū)達(dá)到的最高溫度呈線性增長(zhǎng);橋區(qū)升溫速率隨著橋體質(zhì)量的增加逐漸減小。⑷根據(jù)理論模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)了Z型和J型兩種結(jié)構(gòu)的SCB電底火;恒流感度實(shí)驗(yàn)測(cè)得Z型SCB電底火的50％發(fā)火電流為1.955A，