考虑配合误差的军用航空电连接器接触件疲劳寿命评估及可靠性分析

发布时间：2020-05-23 01:59

【摘要】：电连接器是航空航天系统中进行电气连接和信号传递的基础性元器件,接触件是电连接器内部的关键零部件之一。航空航天技术的不断发展对电连接器接触件的可靠性提出了更高的要求。鉴于此:本文以某系列电连接器38999系列通用接触件为研究对象,对接触件的接触性能以及疲劳寿命可靠性进行了研究分析。本文主要的研究内容如下:(1)阐述了研究背景及意义,概述了接触理论与疲劳分析方法及其研究现状。介绍了电接触理论以及电连接器可靠性工程的研究现状以及存在的问题,最后提出了本文的研究目标和研究内容。(2)针对航空电连接器接触件进行了简介,结合材料力学知识,建立了接触件根部最大等效应力,接触压力以及插拔力的数学计算模型,得到了各结构参数与插拔力的关系。考虑到工作环境,对其失效类型及原因进行了分析,为电连接器接触件的可靠性设计与改善奠定了基础。(3)建立了电连接器接触件模型,利用ABAQUS对接触件的工作过程进行了有限元仿真模拟得到了接触件插拔过程中的应力应变分布状况。基于接触件分离力指标,定量的得到了接触件插孔端部的开口尺寸。研究了接触件关键结构参数化对电连接器接触性能的影响,基于模糊综合评价法计算得到了接触性能最优条件下的结构参数,为接触件的结构优化提供了数据和参考。(4)采用临界面法建立了接触件材料的疲劳损伤模型。基于材料的疲劳特性,采用通用斜率法拟合得到了接触件材料的应变-寿命曲线,借助疲劳分析软件FE-SAFE计算得到了其疲劳寿命及损伤模型。基于接触件疲劳寿命计算模型,利用蒙特卡洛仿真抽样技术对接触件疲劳寿命进行了可靠性分析。(5)以配合误差为研究电连接器疲劳可靠性的切入点,确定了合理的位移误差,角度误差以及复合误差的范围。利用ABAQUS,仿真分析了存在配合误差条件下的接触件接触性能和疲劳寿命的变化规律,得到了配合误差的最大允许值,为该型电连接器接触件的制造、安装误差的控制提供了理论基础。(6)对全文的研究内容进行了总结,对下一步的研究工作进行了展望。
【图文】：

接触件,电连接器,基本构件,绝缘体

图２．１常用的电连接器接触件逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ｃｏｍｍｏｎ邋ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ邋ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ邋ｃｏｎｔａｃｔｓ逡逑电连接器的基本构件主要有．？接触件、绝缘体、外壳以及附件，图２．１邋（ａ）为圆逡逑－９－逡逑

接触件,配合模,实体

第３章电连接器接触过程中的力学性能分析逡逑图３．１接触件实体配合模型逦图３．２接触件接触部位配合模型逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｆｉｔ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｃｏｎｔａｃｔｓ逦Ｆｉｇ．邋３．２邋Ｆｉｔ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｃｏｎｔａｃｔｓ逡逑３．２．２接触件材料参数设置逡逑在进行ＡＢＡＱＵＳ分析前，需要将建立的接触件三维模型存储为固定的格式，然后逡逑导入到ＡＢＡＱＵＳ中，并对接触件的材料属性进行定义。根据某型接触件２２＃插针与插逡逑孔的材料属性，按照表３．１完成接触件材料属性的定义。逡逑表３．１接触件的材料特性逡逑Ｔａｂｌｅ邋３．１邋Ｍａｔｅｒｉａｌ邋ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｏｆ邋ｃｏｎｔａｃｔｓ逡逑接触件逦材料逦弹性模量／ＭＰａ逦泊松比逦密度／邋（ｋｇ／ｍ３）逡逑插孔逦锡青铜逦丨．ｌｘｌ0５逦０．３４０逦８．９＞＜１０３逡逑插针逦黄铜逦１．０６＞＜１0５逦０．３２４逦８．８ｘｌ0３逡逑３．２．３接触件网格划分逡逑有限元分析中，模型网格划分的越细密，仿真结果的精度就会越高。但是，对计逡逑算机运行内存的要求随之增高，同时增加了仿真计算的时间。因此，需要选择合适的逡逑网格单元和网格尺寸，，以达到分析结果最优的目的。逡逑（ａ）逦（ｂ）逡逑图３．３接触件网格划分图逡逑Ｆｉｇ．３．３邋Ｍｅｓｈｉｎｇ邋ｒｅｓｕ
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：V242;V271.4

【参考文献】