電連接器接觸特性與溫度場的數(shù)值模擬研究
本文關鍵詞: 多芯電連接器 接觸失效 接觸壓力 正交試驗 溫度場 數(shù)值模擬 出處:《北京交通大學》2014年碩士論文 論文類型:學位論文
【摘要】:電連接器作為一種用于實現(xiàn)電信號的傳輸和控制,實現(xiàn)不同設備之間的電連接的基礎元件,在汽車、工業(yè)設備、航天等領域均有廣泛應用,有非常重要的地位。只要任意一個電連接器中任意一個接點失效,就可能導致整個系統(tǒng)的癱瘓和失效?梢,電連接器可靠性的高低將直接對系統(tǒng)的安全造成影響。集成在電連接器絕緣體內(nèi)部的接觸體是信號傳輸?shù)妮d體,它的接觸失效是電連接器的主要失效模式。本文以30M型圓形多芯電連接器為研究對象,對電連接器接觸失效的主要影響因素:接觸體接觸壓力、溫度,進行相關的數(shù)值模擬研究。 分析總結電連接器的結構組成、接觸體的電傳導特性及影響電連接器接觸失效的主要因素。 確定30M型圓形多芯電連接器的最小接觸壓力。建立此型號電連接器四切槽式接觸體的力學模型,理論推導接觸壓力與接觸體幾何參數(shù)間的關系式,并對插孔進行強度校核。 利用UG對接觸體進行參數(shù)化建模,通過UG與ANSYS Workbench的協(xié)同仿真進行四切槽式接觸體插拔過程的數(shù)值模擬,對電連接器的接觸特性進行研究;改變接觸體的幾何參數(shù),分析不同幾何參數(shù)對接觸特性的影響;基于正交試驗法,分析各幾何參數(shù)對接觸壓力的影響主次、各參數(shù)的優(yōu)水平及優(yōu)水平組合,得到優(yōu)化的接觸體幾何參數(shù),并將優(yōu)化尺寸同初始尺寸進行對比,同時對各個幾何參數(shù)進行顯著性分析。 通過ANSYS Workbench對30M型圓形多芯電連接器進行熱電耦合的數(shù)值模擬,對電連接器的溫度場進行研究;分別研究不同芯數(shù)電連接器的溫度場,不同表面接觸電阻的電連接器的溫度場,以及不同環(huán)境溫度下電連接器的溫度場。
[Abstract]:As a basic component used to transmit and control electrical signals and to realize electrical connection between different devices, electrical connectors are widely used in automobile, industrial equipment, aerospace and other fields. Has a very important position. As long as any one of the electrical connector contact failure, it may lead to paralysis and failure of the entire system. The reliability of the electrical connector will directly affect the safety of the system. The contact body integrated in the insulator of the electrical connector is the carrier of signal transmission. The contact failure is the main failure mode of the electrical connector. This paper takes 30M circular multi-core electrical connector as the research object, the main factors that affect the contact failure of the electrical connector are contact pressure and temperature. Carry on the relevant numerical simulation research. The structure of the electrical connector, the electrical conduction characteristics of the contact body and the main factors affecting the contact failure of the electrical connector are analyzed and summarized. The minimum contact pressure of 30M type circular multi-core electrical connector is determined. The mechanical model of the four-slot contact body of this type electrical connector is established, and the relationship between contact pressure and geometric parameters of contact body is deduced theoretically. The strength of the Jack is checked. The parametric modeling of the contact body is carried out by UG, and the numerical simulation of the intercalation process of the four-cut slot contact is carried out through the collaborative simulation between UG and ANSYS Workbench. The contact characteristics of electrical connectors are studied. The influence of different geometric parameters on the contact characteristics is analyzed by changing the geometric parameters of the contact body. Based on the orthogonal test method, the influence of geometric parameters on contact pressure, the optimal level of each parameter and its combination are analyzed, and the optimized geometric parameters of contact body are obtained, and the optimized size is compared with the initial size. At the same time, the significance of each geometric parameter is analyzed. The thermoelectric coupling of 30M circular multi-core electric connector is simulated by ANSYS Workbench, and the temperature field of the connector is studied. The temperature fields of electrical connectors with different core numbers, with different surface contact resistance, and with different ambient temperatures are studied respectively.
【學位授予單位】:北京交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TM503.5
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