發(fā)布時(shí)間：2018-07-05 07:02

  本文選題：有限元分析 + 電連接器�。� 參考：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：電連接器作為電氣系統(tǒng)中的基礎(chǔ)元器件,在小到家居生活中常用的3C產(chǎn)品,大到汽車、工業(yè)設(shè)施,乃至在兵器裝備、航空等領(lǐng)域都有普遍的使用,并且使用量巨大,以至于在有的系統(tǒng)中能達(dá)到成百上千件。電連接器的主要功能是在元件和元件、設(shè)備和設(shè)備、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間進(jìn)行電流傳輸與信號(hào)傳送,它的主要功能充分體現(xiàn)了其作為電氣系統(tǒng)基礎(chǔ)元件的重要性。在電連接器廣泛的實(shí)際應(yīng)用中,只要其中有一個(gè)損壞,就有可能會(huì)引起成套設(shè)備的運(yùn)行終止,由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。其質(zhì)量的優(yōu)劣以及產(chǎn)品使用過(guò)程中的穩(wěn)定性將直接影響著整個(gè)電氣設(shè)備系統(tǒng)的安全性與可靠性,因此研究分析電連接器的可靠性是十分必要的。插針件與插孔件作為電連接器的心臟,在插拔過(guò)程中的接觸性能則直接影響著整個(gè)電連接器的性能。過(guò)高的溫度是引起電連接器連接功能失靈的一個(gè)重要原因,也直接影響著它的可靠性。針對(duì)上述能夠引起電連接器功能失效的兩個(gè)主要因素,本文選取多芯冠簧式插孔結(jié)構(gòu)的電連接器作為研究對(duì)象,對(duì)電連接器在不同使用環(huán)境下的溫度場(chǎng)和插針件與插孔件的插拔過(guò)程進(jìn)行仿真分析與模擬研究,探究電連接在不同應(yīng)用條件下的溫度場(chǎng)分布規(guī)律和溫升變化情況,以及插拔過(guò)程中插孔內(nèi)部冠簧的接觸特性。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)電連接器的分類和基本的零部件構(gòu)成以及導(dǎo)致它功能失效的主要方式和表現(xiàn)形式,深入分析了引起電連接器功能失效的原理和原因,結(jié)果表明插針件與插孔件在配對(duì)使用時(shí)接觸性能的降低是造成電連接器功能失靈的最主要形式,而插針件與插孔件之間的接觸壓力不足和溫度過(guò)高是引起其接觸性能降低的主要原因。(2)利用三維建模軟件Pro/E5.0,通過(guò)對(duì)組成電連接器的各個(gè)零部件進(jìn)行立體建模,構(gòu)建了電連接器的整體結(jié)構(gòu)模型。采用了簡(jiǎn)化受力彈片為簡(jiǎn)支梁力學(xué)模型的手段,分析了插針件與插孔件在插合與分開過(guò)程中冠簧的受力情況,并且進(jìn)行了相關(guān)的理論分析與計(jì)算,獲得了單對(duì)插針與插孔件在插拔過(guò)程中的分離力大小和接觸壓力值。(3)基于建立的插針件和插孔件實(shí)體模型,利用ANSYS Workbench仿真軟件對(duì)它們的插合和分開過(guò)程進(jìn)行了仿真模擬,模擬結(jié)果表明插孔件在插拔過(guò)程中冠簧彈片受到的等效應(yīng)力主要集中在每根彈片中部的兩側(cè),插針件與冠簧彈片接觸的區(qū)域主要集中在冠簧中部縮口處,并且接觸區(qū)域呈橢圓形的結(jié)論。同時(shí)也獲得了插針件與插孔件在插合和分開過(guò)程中的插入力與分離力隨時(shí)間變化的關(guān)系,以及插入力和分離力的最大值大小。在此基礎(chǔ)上利用插針件與插孔件實(shí)物大量進(jìn)行了插入力和分離力的測(cè)試試驗(yàn),將測(cè)試數(shù)據(jù)與模擬得到的數(shù)據(jù)、理論分析得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比研究,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):測(cè)試試驗(yàn)的數(shù)據(jù)與仿真分析結(jié)果相差較小,理論分析計(jì)算結(jié)果稍有偏大的結(jié)論,驗(yàn)證了仿真模擬模型的正確性。并確定了冠簧縮口量大小對(duì)冠簧接觸特性的影響,為冠簧縮口量尺寸的確定提供了依據(jù)。(4)通過(guò),獲得了其在不同使用場(chǎng)合下的溫度場(chǎng)分布規(guī)律及其溫升變化狀況。通過(guò)仿真模擬發(fā)現(xiàn)電連接器的溫度分布大致上可以分為高、中、低三層溫區(qū),溫度從內(nèi)部的插針件與插孔件開始由內(nèi)向外逐漸降低,最高溫度出現(xiàn)在電連接器上的電流輸入端(插針件接線端),因插針件與插孔件互相接觸的區(qū)域存在接觸電阻的緣故,此處溫度也比較高,高溫區(qū)域會(huì)因?yàn)樾緮?shù)排列方式的不同而有所改變。電連接器的整體溫度會(huì)隨著其芯數(shù)數(shù)目、通電電流、環(huán)境溫度的增大而升高,其溫度升高的幅度在前兩個(gè)條件下也會(huì)逐漸增大,但是在后者的條件下溫度升高的幅度卻越來(lái)越低,最后有接近于平穩(wěn)的趨勢(shì);并且在同等的條件下電流的增大比芯數(shù)數(shù)目的增加對(duì)其溫度升高幅度的影響更大,在相同的環(huán)境下隨著電連接器絕緣體材料導(dǎo)熱系數(shù)的提高其溫度也會(huì)隨之降低,但是溫度降低的幅度較小。
[Abstract]:The main function of the electrical connector is that the contact between the pin and the jack is the main cause of the failure of the electrical connector . The result shows that the contact performance of the plug and the jack is the main cause of the failure of the electrical connector . ( 3 ) Based on the solid model of the pin and the jack , the simulation results show that the effect force of the inserting force and the separation force is mainly concentrated in the middle of each elastic piece .
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM503.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2099396