绞线接触对插拔特性仿真优化及插拔寿命预测

发布时间：2017-08-11 08:01

  本文关键词：绞线接触对插拔特性仿真优化及插拔寿命预测

  更多相关文章： 微矩形电连接器 绞线接触对 插拔力 插拔寿命 有限元仿真

【摘要】：随着航空航天技术的飞速发展,对电连接器的性能提出了更高的要求。微矩形电连接器以其体积小、接触对密集、连接可靠等优点而受到广泛使用。绞线接触对是微矩形连接器的核心元件,由于结构复杂使得其成为微矩形连接器性能设计的重点和难点。目前国内缺乏绞线接触对性能的理论分析,导致生产出来的绞线接触对可靠性差、良品率低,不能满足日益增长的市场需求,阻碍了微矩形电连接器的发展进程。因此,对绞线接触对性能进行深入研究具有实际意义。本文以微矩形连接器中的绞线接触对为研究对象,在分析了大量国内外电连接器插拔力及插拔寿命的研究方法和研究成果的基础上,对绞线接触对的插拔特性和插拔寿命预测进行了研究分析,并利用有限元仿真分析及序列二次规划法对绞线插针结构参数进行了最优化设计。由于绞线插针特殊的螺旋线绞合结构,使得绞线接触对的动力学仿真过程比一般的接触对仿真更为复杂和困难。本文建立了绞线接触对参数化模型,利用ANSYS/LS-DYNA进行了接触对插拔过程的仿真分析。结果显示插拔过程中最大应力(1055MPa)出现在绞线插针前端焊点处,略大于铍青铜材料的屈服极限(1000MPa)。通过理论结果、仿真结果和试验结果的相互比较,验证了理论模型和仿真模型的准确性。在仿真模型的基础上,通过单变量分析和正交试验分析完成了绞线插针7个结构参数对插拔力影响的研究分析。结合理论模型,对绞线插针结构参数进行基于序列二次规划法的最优化分析,得到了插针结构参数的最优化值。基于插拔过程动力学仿真所得到的接触对应力应变结果,利用nCode DesignLife疲劳分析软件对绞线接触对进行了插拔寿命预测,结果显示疲劳危险点主要集中在绞线插针前端的焊点位置和后端的夹持位置。在不考虑温度和振动等环境因素的影响下,结构参数优化前的绞线插针插拔寿命为822次,优化后插拔寿命可达1886次。绞线插针结构优化后可以提高接触对的接触可靠性和插拔寿命,因此,本文的研究方法和结果对绞线接触对的设计和生产具有指导意义。
【关键词】：微矩形电连接器 绞线接触对 插拔力 插拔寿命 有限元仿真
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V242;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 国内外电连接器机械性能研究现状11-17
• 1.2.1 接触对插拔力的研究现状12-13
• 1.2.2 接触对疲劳分析的研究现状13-15
• 1.2.3 接触对有限元仿真技术研究现状15-17
• 1.3 本文主要研究内容17-18
• 第二章 绞线接触对结构分析与插拔力理论模型18-30
• 2.1 绞线接触对结构分析18-20
• 2.2 绞线接触对插拔力学分析基础20-22
• 2.2.1 经典接触理论简介20-21
• 2.2.2 绞线接触对摩擦机理简介21-22
• 2.3 绞线接触对插拔力理论模型22-29
• 2.3.1 插入/拔出阶段理论建模23-27
• 2.3.2 滑移阶段理论建模27-28
• 2.3.3 理论模型的插拔力曲线28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 绞线接触对插拔力仿真分析30-45
• 3.1 绞线接触对几何建模30-32
• 3.1.1 绞线插针建模31
• 3.1.2 圆筒形插孔建模31-32
• 3.1.3 接触对几何模型32
• 3.2 绞线接触对插拔力仿真分析32-41
• 3.2.1 绞线接触对有限元建模32-33
• 3.2.2 设置模型的边界条件及载荷33-36
• 3.2.3 求解、后处理及结果分析36-41
• 3.3 理论、仿真和实验结果的对比分析41-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 绞线接触对结构优化设计45-57
• 4.1 插针结构参数对插拔力的影响分析45-49
• 4.2 插针结构参数的正交试验设计49-52
• 4.2.1 插拔力正交试验方案49-50
• 4.2.2 插拔力正交试验结果分析50-52
• 4.3 基于理论模型的绞线插针结构最优化分析52-55
• 4.3.1 非线性最优化理论简介52-53
• 4.3.2 基于序列二次规划法的插针结构最优化分析53-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第五章 绞线接触对插拔寿命预测57-69
• 5.1 疲劳分析的理论方法概述57-62
• 5.1.1 高周疲劳分析方法57-58
• 5.1.2 低周疲劳分析方法58-59
• 5.1.3 雨流计数法59-61
• 5.1.4 疲劳累积损伤理论61-62
• 5.2 绞线接触对插拔寿命仿真分析62-67
• 5.2.1 导入有限元结果63-64
• 5.2.2 设置疲劳计算参数64-65
• 5.2.3 疲劳寿命结果分析65-67
• 5.3 最优化结构插针的疲劳寿命67-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 总结69-70
• 6.2 展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果75-76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨奋为;航天电连接器的选用[J];机电元件;2000年04期

2 杨奋为;航天电连接器的失效预防[J];机电元件;2001年04期

3 彭祥基;浅谈国内圆形电连接器的标准化[J];航空标准化与质量;2002年01期

4 匡秀娟;赵仕彬;;小型圆形耐高压电连接器的研制[J];机电元件;2006年02期

5 Roger Sutcliffe;;如何选择电连接器[J];今日电子;2006年11期

6 蒋新悦;;滤波技术在电连接器中的应用[J];机电元件;2006年04期

7 薛云智;党喜龙;;提高电连接器收口质量的工艺研究[J];机电元件;2006年04期

8 王东;刘建华;许良军;;电连接器实验室的联合共建[J];实验室研究与探索;2007年11期

9 杨奋为;;军用电连接器的应用及发展[J];机电元件;2007年03期

10 王小波;;高压电连接器设计技术的研究[J];机电元件;2008年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈文华;吴友义;高亮;陈泽宗;潘骏;;电连接器真空环境试验电压加载方式研究[A];2009年全国机械可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会成立大会论文集[C];2009年

2 彭祥基;;圆形电连接器发展综述[A];中国电子学会元件分会连接器与开关第八届学术会议论文集[C];2004年

3 匡秀娟;;小圆形耐高压电连接器的研制[A];中国电子学会元件分会连接器与开关第八届学术会议论文集[C];2004年

4 王宏霞;董文亮;;航空电连接器标准及体系分析[A];中国电子学会元件分会连接器与开关第八届学术会议论文集[C];2004年

5 张树琨;;浅谈电连接器液体浸渍试验[A];第十一届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2005年

6 章文捷;苗枫;张娟;马静;高华;;舰船舱外电连接器防护工艺规范(报批稿)[A];第四届电子产品防护技术研讨会论文集（续）[C];2004年

7 刘娟;陈文华;高亮;钱萍;卢献彪;;电连接器步进应力加速退化试验建模与统计分析[A];2012年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第四次全体委员大会论文集[C];2012年

8 陆劲;;电连接器的混合气体腐蚀试验[A];第五届电子产品防护技术研讨会论文集[C];2006年

9 陈学永;董文亮;;电连接器可靠性设计探讨[A];中国电子学会元件分会连接器与开关第八届学术会议论文集[C];2004年

10 陆劲;;如何确定电连接器的载流容量曲线[A];2007'第十二届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 沈谦邋实习生 韦娜;西安电连接器产业基地揭牌[N];陕西日报;2007年

2 ;西安电连接器产业基地扬帆起航[N];陕西日报;2007年

3 见习记者　 郑彦;电连接器面临发展机遇[N];证券时报;2006年

4 王晶;西安打造电连接器产业基地[N];中国高新技术产业导报;2007年

5 魏明;西安电连接器产业基地扬帆起航[N];中国高新技术产业导报;2007年

6 杨奋为;航天电连接器：重点工程带来机遇 以用立业协作创新[N];中国电子报;2008年

7 本报记者 张学斌　通讯员 吴杨;电连接器“连”上了国际市场[N];中国国门时报;2010年

8 吴永升　李树梁;山西首次出口电连接器[N];中国国门时报;2010年

9 记者 田立民;“长虹造”电连接器 助力神九成功发射[N];上海证券报;2012年

10 记者 陈锋 通讯员 崔宁;郑州人打造了神六经脉[N];郑州日报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 刘娟;电连接器步进应力加速退化试验技术的研究[D];浙江大学;2013年

2 王世娇;耐环境小圆形电连接器接触可靠性设计与试验评价的研究[D];浙江理工大学;2015年

3 高亮;航天电连接器空间环境可靠性试验与评估的研究[D];浙江大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郑强;电连接器环境应力可靠性试验统计分析[D];上海交通大学;2010年

2 沙龙;电连接器低温温区密封特性研究[D];浙江大学;2013年

3 栾天辉;电连接器参数化建模与仿真试验研究[D];东北大学;2012年

4 刘鸿亮;宇航用微矩形电连接器激光软钎焊工艺研究[D];北华航天工业学院;2015年

5 支宏旭;综合环境应力下航空电连接器电接触特性的实验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 余红光;Micro-USB电连接器无铅焊点热疲劳寿命研究[D];电子科技大学;2014年

7 李淼;热替换条件下电连接器电热耦合失效机理研究[D];电子科技大学;2015年

8 陈南波;可插拔微矩形电连接器微动仿真分析[D];电子科技大学;2015年

9 王雯吉;基于DFQ的电连接器分离性能综合测试系统研发[D];浙江大学;2016年

10 郝双双;电连接器锁紧分离机构关键件可靠性优化设计[D];浙江理工大学;2016年

，

本文编号：654978