电连接器插拔与电接触行为的研究
发布时间：2021-07-21 10:09
电连接器使用寿命和可靠性与其插拔与电接触行为直接相关。为确定其影响因素及失效机理,本文创新设计了电连接器综合特性参数测试分析系统,并以某型号电连接器为示范,结合实验测试与仿真分析方法,详实地分析了电连接器的机械插拔过程与电接触物理过程。首先,创新地设计了电连接器综合特性参数测试分析系统。该系统以电动滑台及其附属机构驱动电连接器插拔运动,并可满足在高低温环境下的原位测试。设计的测控电路可实现插拔力、电压、压降和电流信号的调理采集。基于Lab VIEW软件设计的上位机程序可以控制实验进程,并具有插拔力、接触电阻等特性参数的自动计算、显示、存储等功能。其次,实验测试了某电连接器的机械插拔与电接触行为,确定了能够反映电连接器机械插拔过程的关键参数。进一步实验研究了电连接器静置后表面膜对于机械插拔动作与接触电阻的影响。通过理论分析,给出了电连接器插拔力计算表达式,并分析了插针倾角对插入力的影响。另外,还实验研究了机械插拔动作次数和通电电流对电连接器机械插拔与接触电阻的影响。最后,基于COMSOL Multiphysics有限元软件实现了电连接器机械插拔过程与电接触特性的仿真分析,得到了插拔过程中...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
上位机人机交互界面
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文39220,(03.58)0.5625(3.58)0.75,(3.584.03)4.2025(5.25)1.5,(4.035.15)0.050.2925,(5.1511.14)xxxyxxxx=+(4-1)式中x——扫掠方向mm;y——收口方向mm。扫描路径基本轮廓图4-1插孔收口建模方法扫掠完成后将多余部分切除即可得到插孔收口部分三维模型。插孔开口为半马鞍状结构，其在插针插入方向为半径等于0.75mm的圆弧，而在插孔旋转方向为半径1.3mm的圆弧，如图4-2所示，在Solidworks中可通过对四分之一圆环旋转180°得到。图4-2插孔开口示意图各部分完成建模后再利用Solidworks软件连接重组形成插孔三维模型，如图4-3c)所示。a)插针b)插针剖面c)插孔d)插孔剖面图4-3插针插孔三维建模
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文41式中ux，uy，uz——有限元仿真软件中模型沿x，y，z轴方向的位移mm；disp(para)——插针插入方向上位移表达式mm；para——辅助扫描的中间变量。插针在x轴方向“指定位移”设置为0~4mm，我们更关心插孔扩张过程中各参数的变化，为此0.59~1.8mm之间移动步长设置为0.08mm，1.8～4mm之间步长设置为0.73mm。在电流物理场当中，插孔尾部设置为“接地”，插针根部设置为“终端”，并施加1mV电压。电连接器接触件的有限元模型如图4-5所示，模型整体选择较细化分网模式，接触面选择自定义分网，定义最大单元大小为0.08mm。0.08mm图4-5接触件有限元模型4.2.3插拔过程仿真结果分析插针完全插入后的接触件应力分布云图如图4-6a)所示，可见插针、插孔之间形成上下两个接触区域，将插针、插孔进行三维镜像后得到插针接触区域应力分布云图如图4-6b)所示，插孔接触区域应力分布如图4-6c)所示，插孔收口转折处应力分布如图4-6d)所示。可见，插针插入后插孔最大应力1.161×103MPa出现在插孔豁口处，并且在插孔收口转折处有450MPa的应力，插针、插孔接触点最大应力为497MPa。a)插针完全插入后应力分布云图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加速退化数据的动车组电连接器寿命预测研究[J]. 马洁,王立德,岳川,申萍,邱霁. 机车电传动. 2019(03)
[2]电连接器接触件插拔模拟试验系统的设计[J]. 王腾雨,任万滨. 电工材料. 2019(01)
[3]恒定应力加速退化试验差异化设计[J]. 陈震,潘浩,潘尔顺. 系统工程与电子技术. 2019(04)
[4]弹簧触指结构电接触性能的研究进展[J]. 范文博,周哲峰,罗福彪,任万滨. 电工材料. 2018(02)
[5]振动对电连接器接触性能退化的影响[J]. 骆燕燕,蔡明,于长潮,王彪. 航空学报. 2017(08)
[6]航天电连接器的可靠性设计建模[J]. 王世娇,陈文华,钱萍,杨帆,钟立强. 机械工程学报. 2017(10)
[7]引信典型电子部件长储性能加速退化试验方法[J]. 吴英伟,齐杏林,郑波,赵铁山. 探测与控制学报. 2016(04)
[8]弹性接触件选用和可靠性研究[J]. 杨奋为,房大慧. 机电元件. 2015(06)
[9]A Novel Model of Failure Rate Prediction for Circular Electrical Connectors[J]. 孙博,叶田园,方园. Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2015(04)
[10]环境温湿度对航天电连接器可靠性的影响[J]. 马杰,姚静波,辛朝军. 机电元件. 2014(01)
博士论文
[1]电连接器步进应力加速退化试验技术的研究[D]. 刘娟.浙江大学 2013
硕士论文
[1]弹簧触指结构电接触性能分析方法的研究[D]. 范文博.哈尔滨工业大学 2019
[2]电连接器接触件插拔特性数值计算与实验研究[D]. 凌三强.哈尔滨工业大学 2017
[3]电连接器恒定应力加速退化建模与验证[D]. 申敏敏.浙江理工大学 2017
[4]综合环境应力下航空电连接器电接触特性的实验研究[D]. 支宏旭.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3294823
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
上位机人机交互界面
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文39220,(03.58)0.5625(3.58)0.75,(3.584.03)4.2025(5.25)1.5,(4.035.15)0.050.2925,(5.1511.14)xxxyxxxx=+(4-1)式中x——扫掠方向mm;y——收口方向mm。扫描路径基本轮廓图4-1插孔收口建模方法扫掠完成后将多余部分切除即可得到插孔收口部分三维模型。插孔开口为半马鞍状结构，其在插针插入方向为半径等于0.75mm的圆弧，而在插孔旋转方向为半径1.3mm的圆弧，如图4-2所示，在Solidworks中可通过对四分之一圆环旋转180°得到。图4-2插孔开口示意图各部分完成建模后再利用Solidworks软件连接重组形成插孔三维模型，如图4-3c)所示。a)插针b)插针剖面c)插孔d)插孔剖面图4-3插针插孔三维建模
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文41式中ux，uy，uz——有限元仿真软件中模型沿x，y，z轴方向的位移mm；disp(para)——插针插入方向上位移表达式mm；para——辅助扫描的中间变量。插针在x轴方向“指定位移”设置为0~4mm，我们更关心插孔扩张过程中各参数的变化，为此0.59~1.8mm之间移动步长设置为0.08mm，1.8～4mm之间步长设置为0.73mm。在电流物理场当中，插孔尾部设置为“接地”，插针根部设置为“终端”，并施加1mV电压。电连接器接触件的有限元模型如图4-5所示，模型整体选择较细化分网模式，接触面选择自定义分网，定义最大单元大小为0.08mm。0.08mm图4-5接触件有限元模型4.2.3插拔过程仿真结果分析插针完全插入后的接触件应力分布云图如图4-6a)所示，可见插针、插孔之间形成上下两个接触区域，将插针、插孔进行三维镜像后得到插针接触区域应力分布云图如图4-6b)所示，插孔接触区域应力分布如图4-6c)所示，插孔收口转折处应力分布如图4-6d)所示。可见，插针插入后插孔最大应力1.161×103MPa出现在插孔豁口处，并且在插孔收口转折处有450MPa的应力，插针、插孔接触点最大应力为497MPa。a)插针完全插入后应力分布云图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加速退化数据的动车组电连接器寿命预测研究[J]. 马洁,王立德,岳川,申萍,邱霁. 机车电传动. 2019(03)
[2]电连接器接触件插拔模拟试验系统的设计[J]. 王腾雨,任万滨. 电工材料. 2019(01)
[3]恒定应力加速退化试验差异化设计[J]. 陈震,潘浩,潘尔顺. 系统工程与电子技术. 2019(04)
[4]弹簧触指结构电接触性能的研究进展[J]. 范文博,周哲峰,罗福彪,任万滨. 电工材料. 2018(02)
[5]振动对电连接器接触性能退化的影响[J]. 骆燕燕,蔡明,于长潮,王彪. 航空学报. 2017(08)
[6]航天电连接器的可靠性设计建模[J]. 王世娇,陈文华,钱萍,杨帆,钟立强. 机械工程学报. 2017(10)
[7]引信典型电子部件长储性能加速退化试验方法[J]. 吴英伟,齐杏林,郑波,赵铁山. 探测与控制学报. 2016(04)
[8]弹性接触件选用和可靠性研究[J]. 杨奋为,房大慧. 机电元件. 2015(06)
[9]A Novel Model of Failure Rate Prediction for Circular Electrical Connectors[J]. 孙博,叶田园,方园. Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2015(04)
[10]环境温湿度对航天电连接器可靠性的影响[J]. 马杰,姚静波,辛朝军. 机电元件. 2014(01)
博士论文
[1]电连接器步进应力加速退化试验技术的研究[D]. 刘娟.浙江大学 2013
硕士论文
[1]弹簧触指结构电接触性能分析方法的研究[D]. 范文博.哈尔滨工业大学 2019
[2]电连接器接触件插拔特性数值计算与实验研究[D]. 凌三强.哈尔滨工业大学 2017
[3]电连接器恒定应力加速退化建模与验证[D]. 申敏敏.浙江理工大学 2017
[4]综合环境应力下航空电连接器电接触特性的实验研究[D]. 支宏旭.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3294823
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