《宇航用电连接器设计准则和方法GBT+39339-2020》详细解读

《宇航用电连接器设计准则和方法GB/T39339-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4设计准则4.1设计成熟准则4.2自主可控准则contents目录4.3轻量化准则4.4空间可用准则4.5可靠性设计准则4.6工艺性(可生产性)和经济性准则4.7“三化”准则5设计方法5.1设计流程contents目录5.2需求识别5.3设计输入5.4具体设计方法5.5设计输出011范围涵盖宇航用电连接器的类型、结构、性能、可靠性等方面的要求。适用于宇航领域各类电连接器，包括但不限于电源连接器、信号连接器、数据连接器等。适用于宇航用电连接器的设计、制造、测试和使用过程。准则的适用范围010203确保宇航用电连接器的设计满足宇航任务的高可靠性要求。提供统一的设计准则，指导宇航用电连接器的研发和生产，降低技术风险。促进宇航用电连接器技术的标准化、系列化和模块化发展，提高产品的通用性和互换性。准则的目的和意义与其他标准的关联引用和参考了国内外相关电连接器设计、制造和测试标准。与宇航领域其他相关标准相协调，共同构成宇航用电连接器技术的标准体系。022规范性引用文件引用文件概述本章节主要列出了在《宇航用电连接器设计准则和方法》中所规范性引用的文件。01这些文件为电连接器的设计、制造、测试等方面提供了标准和指导。02通过引用这些文件，确保了本标准的权威性和准确性。03GB/T某某某-某某某《宇航用电连接器通用规范》该文件规定了宇航用电连接器的基本性能、结构特点、技术要求等，是电连接器设计的基础标准。GB/T某某某-某某某《宇航用电子设备可靠性预计方法》该文件提供了宇航用电子设备可靠性预计的方法和程序，包括电连接器的可靠性预计，对于确保电连接器的可靠性具有重要意义。GB/T某某某-某某某《宇航用元器件降额准则》该文件规定了宇航用元器件在特定条件下的降额使用准则，包括电连接器的降额要求，以确保在恶劣的宇航环境中电连接器的正常工作。关键引用文件123规范性引用文件是制定《宇航用电连接器设计准则和方法》的重要依据，确保了本标准的科学性和实用性。通过引用相关标准和规范，使电连接器的设计、制造、测试等环节有章可循，提高了产品的质量和可靠性。引用文件的权威性和准确性得到了广泛认可，为宇航用电连接器的研发和应用提供了有力支持。引用文件的意义033术语和定义特点具有高可靠性、长寿命、抗辐射、耐高低温等特性。定义宇航用电连接器是指用于宇航器（包括卫星、飞船、火箭等）内部及与外部设备进行电气连接的器件。功能实现宇航器内部各系统之间，以及宇航器与外部设备之间的电信号和数据传输。宇航用电连接器术语解释连接器中用于插入插孔的金属导电体，通常呈针状。插针连接器中用于容纳插针并与之实现电气连接的部件，通常呈孔状。连接器各导电部分之间以及导电部分与外壳之间的电阻，用于确保连接器在规定的电压下不发生击穿或漏电现象。插孔插针与插孔接触时产生的电阻，是衡量连接器性能的重要指标之一。接触电阻01020403绝缘电阻可分为电源连接器、信号连接器、数据连接器等。按用途分类可分为圆形连接器、矩形连接器、微型连接器等。按结构分类可分为螺纹连接、卡口连接、推拉连接等。按连接方式分类连接器分类可靠性准则确保连接器在恶劣的宇航环境中能长期稳定工作，减少故障发生的概率。安全性准则确保连接器在设计、生产和使用过程中符合相关安全标准，防止发生电击、火灾等危险情况。互换性准则确保同一类型、不同厂家生产的连接器能够相互替换使用，降低维修和更换成本。设计准则概述044设计准则确保电连接器在宇航环境中的可靠传输电连接器应能在宇航环境中稳定工作，确保信号的可靠传输。满足宇航系统对电连接器的性能要求电连接器的设计应满足宇航系统对电气性能、机械性能、环境适应性等方面的要求。4.1功能性准则采用冗余设计、降额设计等方法，提高电连接器的可靠性。高可靠性设计从原材料、加工工艺、装配调试到最终测试等环节，实施严格的质量控制，确保电连接器的质量稳定可靠。严格的质量控制4.2可靠性准则防止电气短路和断路设计时应充分考虑电气间隙和爬电距离，防止因电气短路和断路而引发安全事故。耐受过载和异常电流电连接器应具备承受过载和异常电流的能力，确保在异常情况下仍能保持安全状态。4.3安全性准则电连接器的设计应便于维修和更换，降低维修成本和时间。便于维修和更换采用标准化和模块化设计，提高电连接器的通用性和互换性，便于维修和更换。标准化和模块化设计4.4维修性准则054.1设计成熟准则完整性设计应全面考虑产品的功能、性能、可靠性、安全性等方面，确保设计的成熟度和完整性。验证充分性标准化程度4.1.1准则内容设计应通过充分的试验和验证，包括环境适应性、机械性能、电气性能等方面的测试，以确保设计的可行性和可靠性。设计应符合相关的国家标准、行业标准或企业标准，提高产品的通用性和互换性。应建立规范的设计评审流程，包括评审计划、评审输入、评审实施、评审输出等环节，确保评审的有效性和严谨性。评审流程设计评审应涵盖设计的各个方面，如结构设计、电气设计、热设计、可靠性设计等，以及设计文档的完整性和规范性。评审内容评审人员应具备相关的专业背景和经验，能够全面、客观地评价设计的成熟度和可行性。评审人员4.1.2设计评审要求4.1.3设计改进建议010203持续改进设计是一个持续优化的过程，应不断收集用户反馈和使用情况，针对存在的问题进行改进和升级。创新应用在满足产品基本功能和性能要求的前提下，应积极引入新技术、新材料和新工艺，提高产品的技术水平和市场竞争力。团队协作加强设计团队内部的沟通与协作，发挥集体智慧，共同推动设计成熟度的提升。064.2自主可控准则自主可控的定义与重要性重要性自主可控是宇航用电连接器设计的核心准则，关乎国家安全和宇航任务的成败，必须高度重视。定义自主可控是指电连接器的设计、制造、测试等关键环节均具备自主控制和创新能力，确保产品性能和质量可靠。自主可控的实现途径自主研发加强电连接器的基础研究和应用研发，掌握核心技术和关键工艺，形成自主知识产权。产业链协同标准化建设构建完整的电连接器产业链，实现原材料、零部件、制造设备等环节的自主可控，降低外部依赖风险。制定和完善电连接器相关标准，推动行业规范化发展，提升产品兼容性和互换性。建立电连接器自主可控评估机制，定期对产品性能、质量、创新能力等进行评估，及时发现问题并改进。评估机制加强对电连接器设计、制造、测试等环节的监督，确保各项自主可控准则得到有效执行。同时，加大对违规行为的惩戒力度，维护行业秩序。监督措施自主可控的评估与监督074.3轻量化准则最小化材料用量优先选择密度小、强度高的轻质材料，如铝合金、钛合金等，以替代传统的重金属材料，从而减轻连接器质量。选用轻质材料精细化加工工艺采用先进的的加工工艺，如精密铸造、精密锻造等，以减少材料浪费和加工余量，提高材料利用率，实现轻量化目标。在满足功能需求和安全性的前提下，通过优化结构设计，减少不必要的材料使用，实现连接器整体重量的降低。轻量化设计原则轻量化设计技术有限元分析技术利用有限元分析技术对连接器的结构强度、刚度等性能进行仿真分析，确保在轻量化的同时满足使用性能要求。模块化设计技术采用模块化设计理念，将连接器分解成若干个功能模块，便于制造、维修和更换，同时也有利于实现轻量化。拓扑优化技术应用拓扑优化方法对连接器结构进行优化设计，寻找最佳的材料分布方式，去除多余的材料，达到轻量化目的。030201提高能源利用效率轻量化设计能够降低连接器的质量，从而减少能源消耗，提高能源利用效率，符合绿色环保的发展趋势。轻量化设计的应用效果增强产品竞争力轻量化设计使得连接器在满足性能需求的同时，具有更轻的重量和更小的体积，提高了产品的便携性和使用便捷性，增强了产品的市场竞争力。推动行业技术进步轻量化设计作为一种先进的的设计理念和方法，在宇航用电连接器的应用中将推动整个行业的技术进步和创新发展。084.4空间可用准则01连接器整体尺寸应根据宇航系统的空间限制，确定连接器的最大允许尺寸，以确保其能够顺利安装并与其他组件协调配合。4.4.1空间尺寸要求02端子间距端子之间的间距应合理设计，既要防止短路，又要考虑信号的传输质量，同时满足高密度安装的需求。03安装空间需预留足够的安装空间，以便于连接器的安装、拆卸和维护操作。振动与冲击连接器应具有良好的抗振动和冲击性能，以确保在宇航环境中的稳定性和可靠性。4.4.2空间环境适应性真空环境设计时需考虑连接器在真空环境下的性能表现，如密封性、耐压性等。辐射环境针对宇航中的辐射环境，连接器应采取有效的防护措施，以降低辐射对连接器性能的影响。采用模块化设计理念，便于连接器的快速更换和维修，提高空间利用率。模块化设计在满足性能需求的前提下，应尽可能减小连接器的重量，以降低整个宇航系统的质量。轻量化设计合理规划连接器的布局，使其与其他电子元器件之间的连接更为简洁、高效，从而优化空间利用。布局合理性4.4.3空间利用优化094.5可靠性设计准则宇航用电连接器在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。可靠性定义包括失效率、平均无故障工作时间等，是衡量电连接器可靠性的重要参数。可靠性指标通过设计措施，提高电连接器的可靠性，确保其在宇航环境中的稳定工作。可靠性设计目的4.5.1可靠性设计基础010203冗余设计在关键部位采用冗余设计，如双点接触、双回路等，以提高系统的可靠性。降额设计通过降低元器件的应力水平，减少其失效的可能性，从而延长使用寿命。热设计优化电连接器的散热性能，防止因过热导致的性能下降或损坏。0302014.5.2可靠性设计原则4.5.3可靠性设计方法失效模式与影响分析（FMEA）通过对电连接器各组成部分进行失效模式分析，确定潜在的失效原因及其对系统的影响，从而采取相应的预防措施。可靠性预计与分配根据系统可靠性要求，预计电连接器的可靠性水平，并将其分配到各个组成部分，确保整体可靠性目标的实现。环境应力筛选（ESS）通过对电连接器施加一定的环境应力，如温度循环、振动等，以剔除潜在的不良品，提高产品的可靠性。可靠性试验通过进行一系列可靠性试验，如寿命试验、加速寿命试验等，验证电连接器的可靠性水平是否满足设计要求。可靠性评估方法4.5.4可靠性验证与评估运用统计学方法和相关评估模型，对电连接器的可靠性数据进行处理和分析，以评估其可靠性水平。同时，为改进设计提供依据。0102104.6工艺性(可生产性)和经济性准则采用标准化的零部件和模块化设计，提高生产效率和互换性。标准化与模块化设计应考虑现有工艺条件和设备能力，确保加工制造的可行性。加工可行性电连接器设计应尽可能简化，减少不必要的复杂性，以便于制造和组装。设计简化工艺性准则成本控制在满足性能要求的前提下，尽可能降低材料成本、制造成本和测试成本。市场需求适应性根据市场需求和预测，合理规划生产规模和产能，以实现经济效益最大化。高效生产优化生产流程，提高生产效率，减少生产周期和废品率。经济性准则综合考虑在电连接器设计过程中，应综合考虑工艺性和经济性要求，寻求二者的平衡点。迭代优化通过不断的设计迭代和优化，逐步提高产品的工艺性和经济性，以满足市场需求和客户期望。设计与工艺、经济的平衡114.7“三化”准则通用化通用化设计能够减少电连接器类型，提高互换性。01通过选用标准件、通用件，降低生产成本和维修成本。02通用化还有利于实现规模化生产，提高产品质量和可靠性。03123系列化设计能够满足宇航用电连接器在不同应用场景下的需求。通过规划合理的产品系列，形成完整的产品体系。系列化还有助于简化设计过程，提高设计效率。系列化组合化设计能够实现宇航用电连接器的快速组装和拆卸。通过模块化设计，将电连接器分解成若干个独立的功能单元。根据实际需求，灵活组合功能单元，形成满足特定需求的电连接器产品。组合化010203125设计方法5.1总体设计确定设计目标明确电连接器的性能、可靠性、环境适应性等要求，为后续设计提供指导。选择材料根据设计目标，选用合适的导电材料、绝缘材料、外壳材料等，确保电连接器的稳定性和耐用性。结构设计进行整体结构设计，包括插头、插座的配合方式，端子的排列和固定方式等，以满足电气性能和机械性能的要求。端子设计根据电流大小、电压等级和使用环境，详细设计端子的形状、尺寸和接触方式，确保良好的导电性能和稳定性。绝缘设计合理设计绝缘结构，防止不同端子之间的短路和漏电现象，提高电连接器的安全性。外壳设计设计保护外壳，以抵御外部环境对电连接器的影响，如防水、防尘、抗冲击等。5.2详细设计VS通过仿真分析、样品测试等手段，验证设计的可行性和性能是否满足要求。设计优化根据验证结果，对设计进行必要的调整和优化，以提高电连接器的整体性能。设计验证5.3设计验证与优化详细阐述设计思路、设计过程和设计结果，为后续生产和维护提供依据。编制设计说明书根据设计结果，绘制电连接器的详细图纸，包括装配图、零件图等，以指导生产和检验工作。绘制图纸5.4设计文件编制135.1设计流程030201功能需求明确电连接器的功能要求，包括传输信号类型、电流电压等参数。环境条件考虑电连接器所处的工作环境，如温度、湿度、振动等，以确保其可靠性和稳定性。安全性要求确定电连接器的安全标准，如防火、防爆等，以保障人员和设备安全。设计输入结构设计进行电连接器的整体和零部件结构设计，确保其结构紧凑、合理且易于加工和装配。仿真分析运用仿真软件对初步设计进行验证，预测电连接器的性能表现，及时发现并改进设计缺陷。选型分析根据设计输入，选择合适的电连接器类型、材料和结构，以满足功能需求。初步设计细化结构在初步设计基础上，进一步细化电连接器的结构，完善各零部件的尺寸、公差和配合关系。可靠性分析评估电连接器的可靠性，包括机械强度、电气性能等方面，以确保其在实际应用中的稳定性。优化设计根据详细设计过程中的分析结果，对电连接器进行优化设计，提高其整体性能。详细设计设计设计图纸完成电连接器的全套设计图纸，包括总装图、部件图、零件图等，以供生产和检验使用。01技术文件编写相关技术文件，如设计说明书、试验大纲等，为电连接器的生产、使用和维修提供指导。02设计评审组织设计评审会议，邀请相关专家对设计成果进行评审，确保设计质量和可行性。03145.2需求识别5.2.1需求识别的重要性降低设计成本和风险在需求识别阶段就充分考虑各种因素，可以有效避免后续设计过程中的返工和修改，从而降低设计成本和风险。确保产品设计的针对性和实效性通过准确识别宇航用电连接器的需求，可以确保所设计的产品能够真正满足宇航任务的实际需求，提高产品的针对性和实效性。5.2.2需求识别的步骤01广泛收集与宇航用电连接器相关的技术资料、标准规范、使用环境条件等，并进行深入分析，以了解产品的性能要求、结构特点等。根据收集到的资料和分析结果，明确宇航用电连接器的设计目标，包括性能指标、可靠性要求等。从设计目标中筛选出关键需求点，如电气性能、机械性能、环境适应性等，为后续的设计工作提供重要依据。0203收集与分析相关资料确定设计目标识别关键需求01全面性和准确性在需求识别过程中，应尽可能全面地考虑各种因素，确保所识别的需求准确无误。及时反馈与调整在实际设计过程中，可能会发现一些之前未识别到的需求点，此时应及时进行反馈并调整设计方案，以确保产品的最终质量。遵循相关标准和规范在进行需求识别时，应严格遵循国家和行业的相关标准和规范，确保所设计的产品符合法律法规要求。5.2.3需求识别的注意事项0203155.3设计输入5.3.1设计输入要求功能性要求应明确电连接器的功能需求，包括传输信号类型、电流电压等级、接触电阻、绝缘电阻等关键参数。可靠性要求明确电连接器的可靠性指标，如寿命、失效率等，以确保其在宇航任务中的稳定可靠运行。环境适应性要求根据宇航用电连接器的实际应用场景，提出相应的环境适应性要求，如耐高低温、抗辐射、耐腐蚀等。安全性要求强调电连接器的安全设计，包括防触电、防火、防爆等方面的要求，确保人员和设备安全。5.3.2设计输入内容电连接器类型与规格根据实际需求选择适当的电连接器类型和规格，如插针式、插孔式、板式等。制造工艺确定电连接器的制造工艺和流程，确保产品质量和可靠性。材料选择依据电连接器的性能要求，选用合适的导电材料、绝缘材料、外壳材料等。结构设计进行电连接器的整体结构设计，包括接触件布局、绝缘体设计、外壳设计等，以满足功能性和环境适应性要求。评审流程评审内容评审意见处理建立设计输入评审流程，组织相关专家对设计输入进行全面评审。重点评审设计输入的完整性、合理性、可行性等方面，确保设计输入满足宇航用电连接器的设计要求。针对评审过程中提出的意见和建议，及时进行修改和完善，确保设计输入的质量。5.3.3设计输入评审010203165.4具体设计方法接触形式选择根据使用环境和要求，选择合适的接触形式，如点接触、线接触或面接触。材料选用选用具有高导电性、耐磨损、抗腐蚀等特性的材料，以确保接触的稳定性和可靠性。接触压力设计合理设计接触件之间的压力，既要保证良好接触，又要避免过大的压力导致磨损。5.4.1接触件设计选用具有高绝缘性能、耐热、耐老化等特性的材料，确保电连接器的安全性