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计及磨损的电连接器插拔力分析

固体力学学报 2023年

作者：李友华沈飞王志慧刘奕光邢前柯燎亮中国航天标准化与产品保证研究院天津大学机械工程学院

电连接器在工程中使用量大，接触失效情况严重，一旦发生失效则有可能影响设备的正常使用甚至毁坏设备。针对电连接器接触失效占比率较高，且磨损对插拔力的影响规律未知等问题，本文以国产某型号电连接器为研究对象，建立电连接器的等... 详细信息

电连接器在工程中使用量大，接触失效情况严重，一旦发生失效则有可能影响设备的正常使用甚至毁坏设备。针对电连接器接触失效占比率较高，且磨损对插拔力的影响规律未知等问题，本文以国产某型号电连接器为研究对象，建立电连接器的等效有限元模型，使用自适应网格技术和耗散能磨损模型进行磨损模拟，获得不同插拔次数下接触表面的磨损形貌，讨论不同插拔次数下磨损程度对电连接器插拔力的影响。结果表明，随着插拔次数的增加，电连接器表面的磨损会逐渐严重，插拔力的波动现象也会更加明显，且磨损对电连接器的拔出力影响较插入力更明显。

关键词：电连接器磨损分析插拔力有限元模型自适应网格

基于稳健性设计原理的接触件插拔力质量一致性优化方法

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机械工程学报 2017年第4期53卷 190-197页

作者：凌三强徐乐付饶翟国富哈尔滨工业大学军用电器研究所哈尔滨150001

基于简支梁结构理论提出斜线簧接触件插拔力计算模型,通过试验与仿真对比分析,验证了该模型的正确性。利用稳健性设计原理,对斜线簧接触件的关键参数进行参数设计和容差设计,确定设计参数中心值的最优组合和容差最佳分配方案。基于蒙特... 详细信息

基于简支梁结构理论提出斜线簧接触件插拔力计算模型,通过试验与仿真对比分析,验证了该模型的正确性。利用稳健性设计原理,对斜线簧接触件的关键参数进行参数设计和容差设计,确定设计参数中心值的最优组合和容差最佳分配方案。基于蒙特卡洛思想,通过虚拟装配斜线簧接触件,获得优化前后的斜线簧接触件插拔力的质量特性分布,并选取按优化前后的尺寸要求装配的斜线簧接触件测试插拔力,统计分析得出插拔力合格率,对比优化前后的斜线簧接触件插拔力的质量特性分布,分析表明优化后的插拔力合格率得到很大提升。

关键词：斜线簧接触件插拔力稳健性设计原理质量一致性

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膜单元在汽车卡扣插拔力仿真分析中的应用

汽车测试报告 2023年第1期 152-154页

作者：邱智学王统孟建友朱佳男宁波信泰机械有限公司浙江宁波315803

卡扣连接具有成本低、易拆卸等优点,在汽车零件连接中应用广泛。卡扣与对手件配合时,插拔力是一项关键性能指标。在设计卡扣时,通常要用CAE分析确定卡扣结构。然而,在卡扣与车身钣金配合时插拔力的模拟中,有时会因过盈量太大或钣金孔圆... 详细信息

卡扣连接具有成本低、易拆卸等优点,在汽车零件连接中应用广泛。卡扣与对手件配合时,插拔力是一项关键性能指标。在设计卡扣时,通常要用CAE分析确定卡扣结构。然而,在卡扣与车身钣金配合时插拔力的模拟中,有时会因过盈量太大或钣金孔圆角过小造成卡扣局部严重变形。具体而言,应力超过屈服点发生塑性变形,导致卡扣表面畸变,从而给计算带来挑战,导致模拟结果失真。通过MSC.Marc软件的对比分析,发现塑料卡扣表面有一层薄膜,其没有增加卡扣结构刚性,但对改善计算精度和提高计算收敛性有显著效果。

关键词：汽车卡扣插拔力膜单元 CAE仿真

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毛刷电接触对的插拔力研究

工程设计学报 2015年第3期22卷 290-294页

作者：梁云忠乔玉鹏金波伍权徐卫平贵州师范大学机械与电气工程学院贵州贵阳550001 中航工业贵州红林机械有限公司贵州贵阳550001

针对现有毛刷电接触对插拔力控制方法的缺乏,提出了基于插拔深度控制毛刷电接触对插拔力的方法,在插拔过程中建立毛刷电接触对的结构力学模型和有限元仿真模型,并对毛刷电接触对进行插入力试验.将结构力学模型、有限元仿真模型、插拔力... 详细信息

针对现有毛刷电接触对插拔力控制方法的缺乏,提出了基于插拔深度控制毛刷电接触对插拔力的方法,在插拔过程中建立毛刷电接触对的结构力学模型和有限元仿真模型,并对毛刷电接触对进行插入力试验.将结构力学模型、有限元仿真模型、插拔力试验所得的插入力随插入深度变化曲线进行对比分析,评估了随机插合等因素对结构力学模型的影响,进行了线簧孔、麻花针和毛刷电接触对在不同插拔深度的插拔力对比试验.结果表明,毛刷电接触对插入力大小与插拔深度成幂函数关系,当典型毛刷电接触对插拔深度为1.8-2.4mm时,插拔力明显较同规格线簧孔、麻花针电接触对的小.基于插拔深度控制插拔力的方法为毛刷电接触对系列化扩展及参数设计提供了一定的参考.

关键词：毛刷电接触插拔力结构力学模型有限元模型插拔深度连接器

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用弯曲法分析开关的插拔力

力学与实践 1993年第1期15卷 54-56页

作者：苑东生东北工学院力学部沈阳110006

用弯曲法分析开关的插拔力,并作了实测,获得较满意的结果.

关键词：弯曲法插拔力开关拔力飞机

基于有限元仿真的连接器插拔力及载流特性分析

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基于有限元仿真的连接器插拔力及载流特性分析

作者：杨智杰北京邮电大学

学位级别：硕士

连接器作为电子设备重要的基础性部件,广泛的应用在家电、IT、工业、汽车、航天等设备上。研究和提高连接器的性能,对提高整个系统的性能和可靠性有着至关重要的作用。插拔力和载流特性是电源连接器两个主要的基本性能,本文以某型号电... 详细信息

连接器作为电子设备重要的基础性部件,广泛的应用在家电、IT、工业、汽车、航天等设备上。研究和提高连接器的性能,对提高整个系统的性能和可靠性有着至关重要的作用。插拔力和载流特性是电源连接器两个主要的基本性能,本文以某型号电源连接器为研究对象,针对其插入力过大和载流性能不够的情况,对其进行了理论研究和仿真分析,提出了优化方案并进行了验证。论文的主要工作如下：连接器插拔力和载流特性主要涉及到理论基础是摩擦学和传热学。包括金属表面的接触、摩擦机理、接触理论、传热学理论、热电效应和热设计理论等。通过理论对影响连接器性能的因素进行了分析,并初步提出了可行的优化方案。在掌握电源连接器的结构、材料和载荷等参数的基础上,建立了实体模型,应用ANSYS Workbench软件对其进行仿真分析。首先对连接器的插拔情况仿真模拟,得到了应力、应变云图以及插拔过程中动态的插拔力;接着通过接触分析模拟连接器插配后形态,得到接触区域的应力和应变,同时可以得出连接器弹片部分的变形情况和位移量,建立装配后模型;最后利用热电耦合模块对配备有散热器的连接器进行热电仿真,得出了连接器在某一载荷下的的温度分布、热流分布情况,并最终施加不同载荷得到了电流-温升曲线。分别对连接器的插拔力和载流特性进行了优化。对于插入力过大的情况,通过改变弹片部分和插头部分的结构、减少过盈装配量、增加润滑等方式,降低最大插入力。对于提升连接器的载流特性,即降低温升方面,从降低连接器的体电阻以减少生热和对散热器进行优化以提高散热两个方面进行了优化。通过对优化方案进行反复的仿真和分析,对比结果获得了较优的设计方案。总结了全文的研究内容和得到的结论,并提出了连接器插拔力和载流特性的综合分析需要进一步研究的内容。

关键词：电源连接器插拔力载流特性有限元仿真优化设计

高速背板连接器的插拔力仿真优化及其疲劳特性的研究

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高速背板连接器的插拔力仿真优化及其疲劳特性的研究

作者：葛玮电子科技大学

学位级别：硕士

随着信息社会的高速发展,对于系统之间的信号传输速率的要求也越来越高。高速背板连接器作为一种新型的电连接器,广泛运用在数据传输要求高的高速互联系统之中,其机械可靠性的优劣直接关系到整个应用系统能否稳定可靠的工作。本文以一... 详细信息

随着信息社会的高速发展,对于系统之间的信号传输速率的要求也越来越高。高速背板连接器作为一种新型的电连接器,广泛运用在数据传输要求高的高速互联系统之中,其机械可靠性的优劣直接关系到整个应用系统能否稳定可靠的工作。本文以一款传输速率为25Gbps的高速背板连接器作为研究对象,分析了国内外电连接器插拔力和疲劳特性的研究方法及成果。结合其在插拔工况和温度交替循环的工况下的机械可靠性,提出结合有限元仿真和理论计算的方法,其中包括对插拔力、机械寿命和热疲劳寿命三个方面。由于整个高速背板连接器有6个wafer,结构相对比较复杂,本文首先将整体模型简化,分别建立了单根仿真模型和单片仿真模型,利用LS-DYNA求解整个非线性插拔过程,得到插拔力的仿真结果。结果表明,在单根模型下母端最大插入力为0.280N,最大拔出力为0.090N;公端的最大插拔力分别为0.348N和0.100N,并通过插拔力试验验证结果的正确性。整个模型的最大应力(1267Mpa)发生在母端弯曲处,超过了材料本身的屈服极限,产生塑性变形。根据仿真结果,优化模型的结构和装配尺寸,可以得到不同结构下对应的插拔力,为提高其机械可靠性提供依据。基于插拔过程的动力学仿真结果,利用nCode Design Life分析软件进行二次仿真,仿真基于应变准则并采用低周疲劳分析方法对高速背板连接器的机械寿命进行分析。结果表明,初始结构下最低寿命(376次)发生在母头弯曲处,该部位也是整个模型应变最大所在之处。另外结构的改变会影响到机械寿命的大小,也会引起插拔力的改变,所以在结构设计过程中需要结合插拔力和机械寿命两方面因素。从基于应变的Manson-Coffin公式出发,采用其在双对数坐标下的简化方法,并结合Workbench下高速背板连接器在温度交替循环变化工况下的应变数据计算来热疲劳寿命,用四点关联法和通用斜率法计算得到寿命值均在250次左右。并且通过改变温度条件得出温度幅度是影响热疲劳寿命的第一因素,平均温度为第二因素。

关键词：高速背板连接器插拔力机械寿命热疲劳有限元仿真

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高速背板连接器接触件插拔力数值仿真分析

机械设计与制造 2017年第5期 21-25页

作者：黄波李迅波曾志杨函璋电子科技大学机械电子工程学院四川成都611731 电子科技大学自动化工程学院四川成都611731

以提高某型号高速背板连接器的机械可靠性为研究目标,建立了该连接器单根接触件的CAD/CAE参数化模型,通过借助有限元方法对接触件的插入/拔出过程进行非线性动力学分析,得到了单根接触件动态插拔力的变化情况。其中,母端最大插入力和最... 详细信息

以提高某型号高速背板连接器的机械可靠性为研究目标,建立了该连接器单根接触件的CAD/CAE参数化模型,通过借助有限元方法对接触件的插入/拔出过程进行非线性动力学分析,得到了单根接触件动态插拔力的变化情况。其中,母端最大插入力和最大拔出力分别为0.28N和0.09N;而公端最大插入力和最大拔出力则分别为0.348N和0.10N。结果表明:母端所受应力变化明显,而公端的插拔力变化范围较大;与试验测试结果相比较,公端最大插入力符合实际要求,但最大拔出力偏小,且误差较大;通过改变公端的插入位置高度进行插拔力优化后,仿真数值与测试数值基本吻合,从而验证了数值仿真分析的可行性。所得结论可为电连接器的结构设计、优化以及疲劳寿命预测提供参考依据。

关键词：电连接器有限元分析插拔力接触件可靠性

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插拔力特性的研究

机电元件 1981年第1期 1-12页

作者：刘洪扬

本文着重研究接插件中接触对导向部分的几何形状对插入力和拔出力的影响。通过理论分析推导出插入力和拔出力方程式并作出其特性曲线,提出了衡量接触对性能的插拔比及引导系数的概念以及它们与各结构要素的关系,这为接插件结构设计提供... 详细信息

本文着重研究接插件中接触对导向部分的几何形状对插入力和拔出力的影响。通过理论分析推导出插入力和拔出力方程式并作出其特性曲线,提出了衡量接触对性能的插拔比及引导系数的概念以及它们与各结构要素的关系,这为接插件结构设计提供了理论依据。此外,本文对其它有插拔力要求的地方例如:电子管脚、印刷电路板插入端等几何形状的设计均有一定的参考价值。

关键词：方程式导向插针最大值接触对方程插入力拔出力插拔力