基于ANSYS的USB数据接口球头弹片结构改进

发布时间：2021-10-22 13:41

　　为提高USB接口数据传输的稳定性和延长使用寿命,课题组对弹片结构进行了改进。基于弹片压力变形理论和库仑摩擦定律,同时考虑弹片接触大变形的关键因素,运用ANSYS Workbench软件建立了某型号USB数据接口球头弹片和接头接触的力学模型;运用有限元方法,对接头与数据接口球头弹片插合过程进行仿真分析,对比分析了插合过程中球头弹片的力学特性的理论计算和仿真分析结果。研究结果表明:球头弹片的3种结构参数对其力学特性存在影响,原始结构设计存在缺陷;依据仿真分析的结果对3种结构参数进行调整,获得了既能满足其材料屈服强度又具有良好力学性能的结构参数范围。研究结果为高性能USB数据接口的结构优化设计与可靠性设计提供了参考依据。 

【文章来源】：轻工机械. 2020,38(05)

【文章页数】：6 页

【图文】：

USB数据接口的结构及工作过程

在接头插合过程中，接头与球头弹片接触点处的法向压力、接触力，插入力与弹片的弹力以及弹片受到的压力之间保持平衡，并满足库仑摩擦定律。由于接头与弹片之间存在摩擦，接头与弹片之间的接触力方向与水平方向的角度为法向压力与接触力之间的摩擦角α加上插入力与法向压力之间的正向角φ，并且随着接头的向前运动，正向角逐渐增大，当接头运动到弹片的球头顶点位置时法向压力与接触力共线，即正向角φ=90°时，弹片所受到的压力最大，此时弹片的弹力与弹片所受到的压力(接触力)保持平衡。接头插入过程的受力状态如图4所示。图3 球头弹片的等效模型

球头弹片的等效模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]水下插拔式电连接器设计及接触体分析[J]. 刘培林,贾鹏,苏锋,王刚,黄长兴.  机械工程师. 2018(12)
[2]基于Abaqus的磁保持继电器中弹片反力特性研究[J]. 苏秀苹,董家盈,乔延华,黄敏.  系统仿真学报. 2018(04)
[3]继电器底座插拔结构接触正压力的优化设计[J]. 孙德刚,郭勤涛,展铭.  机电工程. 2018(03)
[4]磁悬浮控制力矩陀螺锁紧机构可靠性设计及优化[J]. 汤继强,赵韶璞,王阔.  光学精密工程. 2018(03)
[5]基于ABAQUS的车用连接器插座端子弹片结构优化设计[J]. 李辉,张明柱.  汽车电器. 2017(11)
[6]电动汽车某连接器弹片式接触端子的优化设计[J]. 欧阳波仪.  汽车零部件. 2017(10)
[7]ATM拾钞部轴承弹片结构的优化设计[J]. 左亚军.  机械工程与自动化. 2017(05)
[8]手机连接器插拔力仿真分析[J]. 蔡川,杨志坚,余宁,郑泰山.  机电工程技术. 2016(11)
[9]磁悬浮飞轮抱式锁紧机构碳纤维弹片优化设计[J]. 刘强,武登云,房建成,樊亚洪.  振动.测试与诊断. 2016(04)
[10]有限元方法在波形弹片设计中的研究与应用[J]. 张小良,林炜锋.  工程设计学报. 2015(04)



本文编号：3451213