JF系列某型电连接器组件端子可靠性研究

深入研究和分析了JF系列某型电连接器的组件端子在随机振动应力作用下的接触失效情况,由组件端子的失效机理及其运动状态构建出理论力学模型,考虑理论模型分析及实际失效情况,提出组件端子在随机振动作用下的可靠性增长方法。构建JF系列某型电连接器的组件端子插拔力的数学模型并对插拔力进行了分析,确定了插拔力的变化趋势及各因素之间的关系。参照相关手册确定了组件端子插拔力的取值范围,得出在取值范围内振动应力作用下组件端子接触失效随插拔力的增加而降低的结论。建立JF系列某型电连接器单针孔接触对的有限元仿真模型,并利用此模型模拟了电连接器接触件的插合与分开过程,得到接触面最大和最小插拔力时的应力和应变分布图以及随时间变化图。     

电连接器接触件振动可靠性试验评估

针对振动环境下电连接器接触件可靠性的快速评估问题,建立考虑接触件在电连接器内部的安装情况和插头插座连接情况的振动模型,利用ABAQUS软件进行正弦和随机振动仿真,得到了插孔和插针间的相对位移和插孔簧片根部应力的变化规律;建立随机振动应力作用下,接触电阻基于Wiener过程的退化模型,考虑漂移系数和扩散系数的随机性,结合加速因子不变原则建立漂移系数和扩散系数的加速模型;给出基于上述模型的步进应力加速退化试验数据统计分析方法;制定振动环境下接触件步进应力加速退化试验方案并开展试验,通过对接触件插拔力的研究和对接触表面的微观分析验证了失效机理,对试验数据的统计分析验证了所建模型的正确性,给出接触件寿命和振动量级间的关系,实现振动环境下电连接器接触件可靠性的快速评估.     

军用航空电连接器接触疲劳寿命的仿真计算模型

军用航空电连接器是武器装备中广泛应用的基础性元器件,其主要失效模式是接触疲劳失效,对之仿真计算可节省大量的人力、物力并为理论和实验研究提供重要参考。首先利用SOLIDWORKS建立了某型军用航空电连接器38999系列22#通用接触件的参数化模型,然后利用ABAQUS仿真分析了接触件单次插拔过程中的接触应力\应变和插拔力变化。最后以单次插拔中接触性能为边界条件,利用FE-SAFE软件仿真计算了电连接器接触件的疲劳寿命。论文提出的仿真计算方法对开展电连接器接触寿命验证试验具有指导意义和参考价值。     

贮存剖面下电连接器接触性能退化统计建模研究

针对电连接器面向任务剖面时的贮存可靠性评估问题,分析了电连接器在贮存剖面下的贮存应力及相应的接触失效机理,并建立了在温度-插拔应力下的电连接器接触性能退化统计模型;建立了基于接触对表面接触斑点与氧化腐蚀物的随机相遇机制的计算机模拟模型,以计算机模拟结果与试验结果进行比较,验证了所建模型的有效性;为了进一步检验模型,设计了6组对比试验,并对样品接触件的表面进行微观分析,试验结果表明电连接器的性能退化数据服从正态分布且与模拟结果成线性相关关系,另外插拔力对接触件表面造成损伤并加速了退化过程;解决了电连接器在温度-插拔组合应力下的性能退化建模问题,为电连接器面向任务剖面的加速退化试验方案设计及可靠性评估等进一步的研究奠定了基础。     

电连接器接触件插拔特性研究

接触失效是电连接器的主要失效形式，为提高电连接器的可靠性，对电连接器接触件进行插拔特性研究，分析电连接器接触件收口量对接触件应力、应变、变形、插拔力的影响规律。研究结果表明，收口量越大，所需要的插拔力越大，所产生的接触应力、应变、变形也越大。在插针头部刚接触插孔至插针头部完全插入插孔这一阶段，数据波动较大。在插针头部完全插入插孔至插针插孔完全插合这一阶段，数据基本保持不变。     

电连接器悬臂弹舌式接触件插拔分析

为了优化电连接器的设计,针对电连接器悬臂弹舌式接触件进行插拔过程分析,建立插拔力和接触压力的理论模型。利用ABAQUS软件对接触件的插拔过程进行有限元仿真,研究了各参数对插拔力和稳定接通状态的接触压力的影响。通过接触件的插拔实验验证了理论模型和仿真分析的准确性。结果表明:最大插拔力随着摩擦系数μ、弹舌倾角α_0。和初始接触点至最高点距离H_3增大而增大,随插头端子与插座端子的间隙H_2增大而减小;稳定接通状态的接触压力随参数α_0、H_3增大而增大,随H_2增大而减小。     

振动环境下电连接器接触性能退化机理

针对电连接器金属接触件在交变振动应力作用下易产生应力松弛及微动磨损现象,从而降低电连接器接触可靠性的问题,建立了电连接器接触件数学模型;设计了 电连接器振动试验方案和测试电路并进行了试验;分析了电连接器的接触性能退化机理。试验中,试品接触件接触电阻随振动次数的增加而缓慢增大,接触电阻的波动量与振幅和频率相关。试验后,电连接器的插孔孔径增大,插拔力有增有减。由此可知：应力松弛和微动磨损现象是导致电连接器接触性能退化的两个主要因素,插孔中晶粒尺寸减小及滑移线密度的增加是插孔出现应力松弛的根本原因。     

航天电连接器的可靠性设计建模

以库房贮存背景下的J599系列电连接器为研究对象,分析电连接器在贮存环境下的主要失效部位及失效机理,确定了接触失效为最主要的失效模式,而接触对表面氧化物膜层增厚使得膜层电阻增大是造成接触失效最主要的原因;结合氧化物膜层的增长规律、膜层生长的化学反应理论以及接触对的功能与结构,进一步从微观层面对膜层电阻的生长规律进行了描述;基于电连接器接触电阻退化轨迹、接触退化率在温度应力水平下的变化规律以及接触可靠度与接触性能退化量之间的关系,建立电连接器的贮存可靠性统计模型;综合考虑镀层厚度、孔隙率、接触件基体材料、开槽簧片长度以及微观表面形态等尺寸、工艺和材料参数与其可靠性指标之间的关系,建立电连接器可靠性设计的数学模型,提出了电连接器可靠性定量设计的方法。     

电连接器接触件结构分析与插拔试验

为了提高电连接器的接触可靠性,针对电连接器接触件,进行结构力学分析与接触情况研究,提出了一种接触件接触面积的迭代计算方法;建立了接触件的参数化有限元模型,并利用ANSYS软件对接触件的接触情况进行了运动仿真,得到了接触件插拔过程中接触压力、插拔力的变化情况和应力分布情况。通过对有限元模型的参数化仿真,得到了各结构参数对接触状态的灵敏度,确定了影响接触状态的关键参数。通过对接触件的插拔试验,验证了提出的理论分析、仿真计算方法的可行性。     

汽车电子连接器的力学机理研究——截面针型连接器设计参数的灵敏度分析

以连接端子、印刷电路板和电镀通孔3种不同材料构成的一种可拔插截面针型汽车电子连接器为研究对象,为满足其在非塑性状态下相互接触实现可反复拔插、稳定低电阻的连接要求。针对连接可靠性设计问题,利用接触动力学理论,对基于设计参数变化的连接器米赛斯应力和接触应力分布进行了解析和灵敏度分析,得到了影响其连接性能的关键设计参数。文中为减少高精度设计参数灵敏度解析的计算时间,提出了将连接端子前、后段形态设计参数分离的解析法,即在接触力学解析过程中,首先以准静态接触方法对连接端子后段(连接形态)设计参数进行接触力学解析,再以动态接触方法对连接端子前段(插拔形态)设计参数进行接触力学解析的方法。其结果对同类微小型可拔插截面针型汽车电子连接器设计参数的确定具有参考价值。     

高速背板连接器接触件插拔力数值仿真分析

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。     

航天电连接器步进应力加速寿命试验研究

航天电连接器具有可靠性高、寿命长的特点,为解决其接触可靠性评估问题,通过分析其接触失效机理,指出在温度应力下的接触失效物理模型为Arrhenius方程,接触寿命服从两参数的Weibull布,并在此基础上建立了接触可靠性统计模型;研究了航天电连接器步进应力加速寿命试验方法,利用极大似然估计和Nelson累积失效模型,提出...     

VPX连接器接触和插拔特性分析研究

为提升雷达装备中高速背板连接器的插拔可靠性,以某型号VPX连接器为研究对象,对该连接器的机械性能开展了仿真和试验研究,建立了该连接器单根接触的解析模型,并通过ANSYS对该连接器在插拔过程开展非线性动力学仿真分析,搭建高精度6自由度的试验平台,考虑雷达装备的安装条件,对不同极限偏差下连接器插拔的力学性能和接触电阻开展试验测试。研究结果表明:平稳插入阶段插入力为0.17N,水平偏差对插拔力影响较小,垂直偏差对插拔力影响较大,且极限偏差对接触电阻影响不大。所得结论为该连接器的工程应用以及疲劳寿命预测提供参考。     

航天电连接器的空间环境效应和失效模式分析

从卫星对某型电连接器的功能要求和电连接器在轨运行时所面临的空间环境出发,分析了电连接器的空间环境效应和相应的失效模式。首先,分析了电连接器在轨工作时面临的应力;然后,分析了这些应力对电连接器的电性能、密封性能和电磁屏蔽性能的影响,以及由此导致的失效模式。分析表明:几乎每一个空间环境因素都能对电连接器的性能造成影响而导致电连接器失效;电连接器在空间环境综合作用下的失效模式十分复杂,有的空间环境因素会同时导致多种失效,而不同的失效模式之间会形成竞争失效甚至相关失效。     

插拔对贮存电连接器性能退化的影响研究

针对目前电连接器的贮存寿命评估中尚未明确计入插拔的效应,因而不能准确地指导实际应用的现状,以Y11P-1419型电连接器为研究对象,深入分析了电连接器贮存期间的氧化腐蚀和定期的测试插拔所造成的接触失效,并设计了实验室模拟实际贮存的加速退化对照试验,进而通过对试验现象的观察、试验数据的统计分析和试验样品插孔微观表面形貌的扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析等方面的研究,明确了贮存电连接器计入插拔的效应:因定期插拔造成了插拔后的阻值跳变,且因插拔而逐渐刮擦磨损镀金层和氧化膜、裸露基体铜,加速了后续贮存期间接触区域的氧化腐蚀。研究结果表明,插拔明显地加快了贮存电连接器性能退化的进程。因此,为了提高电连接器贮存寿命评估的准确度,必须计入插拔因素的影响。     

基于热分析的电连接器的温度应力研究

为了研究温度对电连接器的影响及其影响程度,引入了等效电阻,对电连接器的温度场进行仿真分析,得出电连接器的温度场分布图,并且得出电连接器接触表面的最高温升约为23.2℃;通过对电连接器的温度-结构耦合场进行仿真分析,得出由温度引起的热变形对接触应力的影响较小以及温度对电连接器的影响主要体现在金属表面的氧化速率上的结论;通过建模及理论分析得出电连接器在温度应力作用下的失效物理过程及方程,为电连接器的可靠性设计领域开辟了新思路。     

CE(SXJ)型系列单叶回转双曲面线簧结构矩形电连接器

CE型系列矩形电连接器采用结构独特的单叶回转双曲面线簧结构插孔——以单叶回转双曲面为数学模型,由多根铍青铜丝均匀分布构成。当圆柱体插针插入时,多根丝紧紧包络在插针上。与普通矩形电连接器相比,具有接触电阻小、插拔力柔和、抗振、耐冲、寿命长(10万次)、可靠性高(失效率10~(-9))的优良性能,特别适合于小型化、高速度、高寿命、高     

电连接器接触件断裂失效分析

电连接器是电气传输系统的基础元器件之一,接触件作为连接器的核心零件,其接触性能的可靠性关乎整个设备、乃至整个系统的稳定运行.对某型号电连接器接触件出现的断裂现象进行失效分析,建立了接触件的理论数学模型,进行理论推导计算,并利用Abaqus有限元仿真软件对电连接器进行仿真分析.通过对比接触件机械寿命试验结果,发现单个接触件弹力理论计算值为5.58 N,仿真分析结果为5.547 N,与5.75～5.85 N的弹力试验结果高度一致.此外接触件最大弯曲应力理论计算值为1083 MPa,与仿真结果1116 MPa也较为相近,该弯曲应力已十分接近材料的极限应力,存在一定的断裂风险.因此采用理论计算、仿真分析等手段对接触件力学结构进行定量分析,降低产品失效风险,将大大提高电连接器的研发效率,对电连接器设计具有重要的指导意义.     

航空电连接器热循环试验与寿命预测

通过加速寿命试验,研究热循环条件下航空电连接器可靠性并探索其寿命预测方法,提出了一种模拟昼夜温差影响的热循环加速试验方法(包括试验方案及电路的设计)。热循环加速试验中,将高温稳定阶段的航空电连接器插孔应变量作为其性能退化进程的主要监测参数,进行了应力松弛引发的航空电连接器性能退化规律的试验研究。理论推导了航空电连接器失效对应的应变量临界值,分别利用灰色模型预测法、时间序列法和神经网络时间序列法对航空电连接器进行了寿命预测。试验结果表明：接触件应变量随热循环次数的增加而逐渐减小,且温差越大,应变量的减小量越大,应力松弛现象越明显,性能退化越快,寿命越短。随着热循环中温差值的增大,热循环寿命近似呈指数下降。     

基于有限元技术的网络连接器接触特性研究

为保证网路连接器电气性能的可靠性以及降低连接器成本,应用非线性接触分析的理论,借助Solidworks Simulation模块对RJ45网络连接器金属端子与水晶头铜片的接触特性进行模拟研究.通过该模块建立金属端子与水晶头铜片的有限元模型,应用非线性分析模块对水晶头插入、拔出连接器的过程进行模拟,得到连接器金属端子在此过程中正向力和接触区域,进而指导实际产品设计过程中金属端子的镀金区域设计.通过实验研究,得出实际的正向力和接触区域,证明了模拟结果的正确性.该研究方法可以提高产品的开发进度,研究结果有利于指导产品的设计及生产.