电连接器接触件插拔特性仿真与试验研究

为探究电连接器接触件插拔过程中各监测量变化情况,并分析接触件不同结构参数对电连接器插拔特性的影响,利用ANSYS对接触件插拔过程进行仿真,得到了插拔过程中插孔簧片变形、应力分布以及插拔力和接触压力的变化情况,分析了接触件不同结构尺寸时接触压力等参量的变化规律。分析得知缩口量变化对各监测量影响最大,其次是插孔簧片长度和厚度,开槽宽度对接触件的影响很小。结果表明,有限元法能较好地模拟接触件插拔过程中各监测量的变化情况。该方法能为电连接器接触件的设计和可靠性测试提供依据。     

电连接器接触件应力场的数值分析与试验验证

利用ANSYS对某型号电连接器接触件应力场进行分析,以寻找应力变化规律.对接触件应力场分布特点、插孔形变、接触压力随温度升高的变化规律进行了仿真研究,并进行数据分析与接触压力的试验验证.结果表明:随着温度升高,插孔最大形变量增加,最大接触压力和接触压力区域都有所减少;尺寸较小的接触件插孔槽缝底部最大等效应力随温度升高增幅较大,交变载荷作用时易出现疲劳、破裂等,属产品失效薄弱点.通过分析得知最大等效应力值随温度上升而变化的趋势取决于温度软化效应和热应力增强作用的综合结果;仿真结果能较好地反映电连接器的工作应力状态,接触压力试验验证了有限元仿真方法的可行性.     

超声波法在电连接器接触压力测试中的应用

电连接器的可靠接触是通过接触件间稳定的接触压力实现的。利用超声波的传播特性,提出一种适应于接触件紧密插合结构特点的接触压力无损检测方法。设计了试验电路并进行了测试,分析了电连接器的接触压力规律。测试结果表明:不同型谱的电连接器接触压力值与接触件的结构参数相关,随插孔直径的减小,接触压力有所降低;但同一型谱的电连接器不同接触件的接触压力也存在一定的分散性。这种分散性可能成为导致接触失效的隐患之一。     

冲击环境下电连接器接触性能研究

冲击应力是影响电连接器接触性能的主要环境因素之一。针对传统试验成本高、耗时长且难以实现某些高强度环境试验的局限性,采用仿真方法研究冲击环境下电连接器接触件接触性能参数变化规律。结合理论力学基本原理,通过ANSYS建立电连接器接触件实物模型、动力学模块模拟冲击试验,分析了试验严酷等级、冲击脉冲持续时间及峰值加速度对接触件的形变、应力和接触压力等参数的影响,并对接触压力仿真结果进行试验验证。结果表明：冲击试验过程中,接触件形变受冲击影响最大;接触性能参数随严酷等级的增加,先缓慢增大后快速增大;随脉冲持续时间的增加,先急剧下降后缓慢减小;而在峰值加速度变化时基本保持稳定。由此可知,严酷等级和脉冲持续时间对电连接器接触性能参数变化起主导作用,仿真结果可为产品设计提供一定的理论参考。     

高温电连接器有限元热分析与接触件插拔试验

针对高温电连接器在高温环境下工作,在规定时间内能否保证接触件可靠接触问题,建立其三维仿真模型,利用有限元软件对外界不同高温环境下电连接器的温度场进行仿真分析,得到其内部插针、插孔接触部位温度最高值处随时间的温度变化规律,并利用电磁加热装置和热电偶测试不同温度环境下该接触处随时间变化的温度,从而验证了有限元热分析的正确性.通过灵敏度分析确定了导热系数是影响该接触处温度的主要性能参数.考虑该性能参数的随机性,运用六西格玛设计准则和拉丁超立方体抽样方法得到了接触处的温度服从正态分布.在不同温度环境下对接触件进行插拔力测试,得到了接触件插入力稳定值与温度的关系,得出接触件能满足接触工作要求的临界温度值,并据此计算出高温电连接器的接触可靠度.     

红外热成像技术在电连接器插拔磨损检测中的应用研究

接触件是电连接器的核心元件,因插拔产生的磨损会导致其电接触性能退化甚至失效。针对上述问题,提出了一种电连接器插拔磨损检测方法。基于设计的检测装置开展电连接器插拔试验,并在试验过程中对电连接器接触件进行定时红外热成像检测;同时,分析插拔过程中电连接器接触件间磨屑的分布特征及变化规律,并通过表面形貌分析和能谱分析来验证红外热成像分析结果。研究发现,电连接器插孔簧片的主要磨损区域为端部,其根部有少量磨屑且聚集区域相对分散;随着插拔次数的增加,电连接器接触件间的磨屑逐渐增多,磨损区域面积逐渐增大,且磨屑聚集的位置也随着插拔运动发生变化,随机地分布在接触件间;因存在加工误差,电连接器的插孔簧片非对称分布,使得不同插孔簧片的磨损程度存在差异。结果表明,所提出的检测方法可有效观察电连接器接触件插拔磨损的变化过程,可作为电连接器磨损程度在线监测及剩余寿命预测的有效手段。研究结果可为电连接器性能退化机理和失效分析提供依据。     

冲击应力对电连接器性能影响的仿真研究

冲击应力是影响电连接器接触性能的主要环境因素之一,受到冲击碰撞后可能发生突发性接触失效现象。为探究冲击过程中接触性能参数变化规律,采用ANSYS进行仿真研究,建立动力学模块模拟冲击试验,分析了较高严酷等级下,不同峰值加速度及脉冲持续时间对接触件形变、应力和接触压力的影响,并从能量角度进行了分析。结果表明:相比于峰值加速度,脉冲持续时间对接触性能参数变化的影响显著;受到2 ms以内的冲击,电连接器会在冲击初期出现瞬断失效现象;但若超过2 ms,冲击的影响程度明显降低。冲击能量的增加会对接触件的应力值和塑性变形区域产生影响,并导致接触件发生塑性形变。冲击能量相同时,冲击脉冲持续时间越短,接触性能参数的变化幅度越大。     

一种基于三轴与单轴随机振动最大应力等效的载荷裁剪方法

为了避免三轴振动试验对产品造成过试验问题,现以单轴振动试验标准为基准,进行基于三轴振动与单轴依次振动最大响应应力等效的三轴载荷谱裁剪。首先对线性系统在随机振动下激励与响应均方根值的关系进行推导,将单轴振动时的最大等效应力与三轴振动时的最大等效应力的比值n作为三轴振动载荷谱均方根值的裁剪系数,裁剪保持载荷谱扫频范围、拐点频率值以及载荷谱斜线段的斜率N不变,根据梯形谱均方根值计算公式反推出梯形载荷谱直线段谱值,进而得到满足三轴与单轴随机振动最大应力等效的三轴载荷谱。通过对某典型舱段结构进行三轴载荷谱的裁剪,并将载荷谱裁剪后的三轴振动应力响应与载荷谱裁剪前的单轴振动应力响应进行对比,验证了方法的有效性与准确性。     

航天电连接器加速性能退化试验可行性研究

为解决高可靠长寿命的航天电连接器即使进行加速寿命试验也难以获得失效数据的问题,对电连接器失效模式以及长期贮存下接触性能变化结果进行分析,表明电连接器性能退化存在可能性,并根据长期贮存下试验数据的验证,得出电连接器性能具有退化特性.通过温度加速应力下电连接器接触性能数据的分析,得出其性能退化具有加速性,还具有一定的加速退化规律,这为采用加速性能退化试验对航天电连接器进行可靠性评估提供了依据.     

一种多轴向随机激励下结构疲劳寿命分析方法

提出了一种多轴向随机激励下结构疲劳寿命估计的频域分析方法。首先,对结构进行频响分析,得到在基础加速度激励下的应力频响函数矩阵,通过随机振动分析,得到结构应力的功率谱密度矩阵;其次,采用等效的Von Mises应力功率谱密度将多轴应力问题转化为单轴应力问题;最后,利用单轴应力疲劳寿命估计的频域分析方法对结构疲劳寿命进行估计。对一典型构件在多轴向随机激励下的疲劳寿命进行了计算,并与实验结果进行了对比。另外,对构件在多轴向同时激励与单轴分别激励的疲劳损伤结果进行了对比分析,表明多轴向同时振动具有明显的多轴效应,因此进行多轴向振动疲劳研究十分必要。     

电动车动力电池包螺栓连接振动松动研究

为提高电动汽车动力电池包振动安全性,更好地在开发前期预估和分析电池包结构连接可靠性和完好性,建立考虑螺栓连接因素的电池包振动性能仿真计算模型。并提出以螺杆单元轴向应力功率谱密度均方根作为电池包螺栓连接振动松动评估参数。从电池包随机振动环境下结构强度和螺栓振动松动性能研究获知:螺栓连接结构振动松动风险高于结构强度破坏,工程中不容忽视;并非电池包螺栓预紧力越大,结构性能越佳,需计算分析、合理匹配方可防止螺栓振动松动问题。上述研究对电池包结构设计和安全性评价具有实际意义。     

一种多轴向耦合随机激励下缺口试件振动疲劳寿命预测方法EI北大核心CSCD

提出了一种多轴向耦合随机激励下缺口结构振动疲劳寿命预测的频域分析方法。实施了缺口试件的双轴向随机振动疲劳试验,研究了两个振动轴向上载荷谱之间的相干性和相位差对缺口试件疲劳损伤的影响规律;通过随机振动分析计算得到试件缺口根部各节点的应力功率谱密度矩阵,并假设缺口试件裂纹萌生点为历经von Mises应力最大均方根值的节点;缺口试件疲劳临界点可由疲劳裂纹初始点和修正临界距离理论确定;在疲劳临界点处通过Carpinteri-Spagnoli频域准则计算缺口试件的振动疲劳寿命,并与试验结果进行了对比。结果表明:该多轴缺口疲劳预测方法具有较高的预测精度,绝大部分预测结果都在3倍误差带内。     

铁路运输随机振动数据的分析与研究

通过使用SAVER这一数据采集设备来对铁路运输环境中的振动数据进行记录与分析.从空间三轴向来记录发生在列车运行方向、垂直地面方向和水平方向的振动信号,并拟合出每个方向的随机振动PSD曲线.所监测的铁路线包括京沪、京沈、京广、陇海,与ASTM、ISTA标准的PSD曲线对比,掌握国内铁路运输的振动强度水平,使产品包装设计能够更加适应国内运输环境,更加趋于合理化.     

电接触测试系统中接触压力研究

接触压力是电接触测试系统的重要参数。电接触测试系统对接触压力的控制指标主要是加载精准度和保持稳定度。本文讨论了三种不同的接触压力加栽保持方案,并针对精密定位电接触系统和微动电接触系统的特点提供接触压力加载保持方案选择的建议。     

基于导向插合的毛刷电接触对结构改进设计

针对现有毛刷电接触对插合过程中随机插合现象导致的插拔力和接触电阻范围过大、可控性较差的现状,提出基于导向插合的毛刷电接触结构改进方案.改进结构包括单针簇导向结构、对接端面导向结构及插针螺旋校直结构.对改进前、后的毛刷电接触对进行2mm插拔深度的插拔力试验及接触电阻试验,结果表明:基于导向插合的毛刷电接触结构改进优化了毛刷电接触对插拔力、接触电阻范围,结构改进前、后的单对毛刷接触对多次插拔力方差值分别为0.39,0.003,结构改进前、后的单对毛刷接触对多次接触电阻方差值分别为0.41,0.008.基于导向插合的毛刷电接触对结构改进设计对改善毛刷电接触性能以及其参数设计提供了参考.     

随机振动下蜂窝纸板振动传递特性分析

从理论上推导了随机振动条件下振动传递率的计算公式;试验研究了蜂窝纸板在不同加速度、频率和应力的随机振动下的振动传递特性,得到了振动传递率曲线和峰值频率。不同随机振动试验计算出的振动传递率几乎相同,与正弦扫频试验结果非常接近。这表明了利用随机振动试验分析蜂窝纸板的振动传递率是可行的,为蜂窝纸板缓冲包装设计提供了基本数据。     

CNG气瓶损伤在线监测平台监测参数及位置研究

针对长管拖车气瓶损伤检验问题,提出气瓶损伤在线监测平台,并对气瓶在线监测参数以及位置进行研究。通过有限元数值仿真(包括结构分析与随机振动仿真实验)方法,以随机振动实验模拟气瓶运输过程中的状况,并定量制造气瓶损伤,监测气瓶运输中由于损伤导致的各参数变化,由结果得损伤位置的等效应力以及垂直加速度和损伤等级成正比,因此将其作为监测参数。监测位置的选择主要结合随机振动仿真、损伤案例统计以及气瓶水压实验爆破位置三方面考虑,各结果表明气瓶瓶肩位置为易损伤位置,因此将其作为主要的监测位置。     

多轴向与单轴向随机激励下结构动力学响应对比研究EI北大核心CSCD

为了分析结构在多轴向与单轴向振动环境下疲劳失效行为存在的差异,从理论分析、数值仿真以及试验研究三个方面,对典型结构开展了多轴向与单轴向随机振动环境下动力学响应对比研究。研究结果表明:多轴向振动环境能够同时激发结构不同方向的模态振型,在三个轴向互不相关的振动环境下,结构的动力学响应为各个方向单轴向振动时引起的动力学响应的叠加;若各轴向载荷间存在相关性,则其相关性对结构动力学响应存在明显影响,且影响是有规律的。对以上结论产生的原因进行了分析研究,为两种工况下结构振动疲劳失效行为的研究奠定了基础。     

多轴向与单轴向随机激励下结构动力学响应对比研究

为了分析结构在多轴向与单轴向振动环境下疲劳失效行为存在的差异,从理论分析、数值仿真以及试验研究三个方面,对典型结构开展了多轴向与单轴向随机振动环境下动力学响应对比研究。研究结果表明:多轴向振动环境能够同时激发结构不同方向的模态振型,在三个轴向互不相关的振动环境下,结构的动力学响应为各个方向单轴向振动时引起的动力学响应的叠加;若各轴向载荷间存在相关性,则其相关性对结构动力学响应存在明显影响,且影响是有规律的。对以上结论产生的原因进行了分析研究,为两种工况下结构振动疲劳失效行为的研究奠定了基础。     

振动试验的应用技术

文章主要介绍了振动试验在实际工作中的应用,以如何准确模拟真实环境应力为出发点,深入分析单轴振动试验与多轴试验的工作机理,从实用角度阐述试验室的振动实现方法与应用范畴。