耐高溫電連接器熱分析與接觸可靠性研究.pdf

1、電連接器通常用于端接導(dǎo)體，并對(duì)相應(yīng)的元件進(jìn)行插合和分離，用以控制整個(gè)電路系統(tǒng)的通斷，在各種尖端技術(shù)系統(tǒng)以及大型軍、民用電子系統(tǒng)中起著“中樞”的作用，因此采用了成千上萬(wàn)的電連接器用于端接。考慮到長(zhǎng)期工作會(huì)使電連接器失效進(jìn)而出現(xiàn)系統(tǒng)故障，這不僅會(huì)存在重大安全隱患還會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此需要對(duì)其進(jìn)行失效分析。隨著我國(guó)新一代武器以及運(yùn)載系統(tǒng)技術(shù)特別是高速、超高速巡航導(dǎo)彈、大運(yùn)載量火箭的發(fā)展，要求系統(tǒng)能夠在復(fù)雜空間環(huán)境、電磁環(huán)境中工作，這就對(duì)

2、安裝在武器系統(tǒng)、航天運(yùn)載系統(tǒng)與地面設(shè)備之間的耐高溫電連接器提出了嚴(yán)格的高溫要求。所以，在高溫環(huán)境下有必要對(duì)電連接器的工作和失效情況進(jìn)行理論分析，對(duì)接觸件在外界高溫環(huán)境下的接觸可靠性進(jìn)行研究，為耐高溫電連接器的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。論文的主要工作如下：
　　首先，概述論文的研究背景和意義，簡(jiǎn)述可靠性工程的發(fā)展、電連接器的現(xiàn)狀，總結(jié)分析電連接器可靠性研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題以及熱分析技術(shù)的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究?jī)?nèi)容。
　　其次，介紹

3、了YF30系列耐高溫電連接器的結(jié)構(gòu)組成，分析了電連接器的失效情況，建立了電連接器的失效故障樹(shù)，進(jìn)一步分析了高溫環(huán)境對(duì)電連接器接觸可靠性的影響，進(jìn)而在高溫環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行有限元熱分析和高溫插拔試驗(yàn)及接觸可靠性評(píng)估。
　　第三，在概述傳熱學(xué)分析基本理論的基礎(chǔ)上，首先建立電連接器有限元分析模型，利用有限元分析軟件Ansys Workbench對(duì)外界不同高溫環(huán)境下電連接器的溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真，得到其內(nèi)部插針、插孔接觸部位的溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律

4、。并利用電磁加熱裝置和熱電偶測(cè)試不同溫度環(huán)境下接觸處溫度隨時(shí)間的變化，從而驗(yàn)證了有限元熱分析的正確性。對(duì)電連接器進(jìn)行了靈敏度分析，確定了導(dǎo)熱系數(shù)是影響其溫度的主要性能參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，考慮該性能參數(shù)的隨機(jī)性，利用蒙特卡洛模擬方法得到了外界400℃下65s時(shí)電連接器接觸處的溫度場(chǎng)分布，并通過(guò)圖估計(jì)法驗(yàn)證了溫度場(chǎng)為正態(tài)分布，進(jìn)而計(jì)算出其均值和方差。
　　第四，建立耐高溫電連接器接觸電阻模型，并分析接觸壓力（插拔力）對(duì)接觸電阻大小的影響

5、。從工程應(yīng)用角度出發(fā)，利用接觸件插拔力大小來(lái)反映接觸壓力值，從而計(jì)算接觸電阻。設(shè)計(jì)了高溫環(huán)境下電連接器接觸對(duì)插拔力大小試驗(yàn)裝置，通過(guò)在不同溫度環(huán)境下對(duì)接觸對(duì)進(jìn)行了插拔力測(cè)試，從而分析了在插拔過(guò)程中接觸對(duì)插拔力的變化情況，得到了接觸對(duì)插入力穩(wěn)定值與溫度的關(guān)系，結(jié)合工程實(shí)際確定了接觸對(duì)能滿(mǎn)足接觸工作要求的最大溫度值（即接觸失效閥值），最后計(jì)算耐高溫電連接器的接觸可靠度。
　　最后，總結(jié)全文的研究?jī)?nèi)容，指出了耐高溫電連接器接觸可靠性需要