考虑收口量的接触件可靠性建模与试验分析

发布日期:2023年3月9日
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针对贮存状态下不同开槽收口量接触件的可靠性评估问题,通过对接触件在贮存状态下的失效机理分析,揭示了接触件发生失效主要是由接触表面氧化腐蚀物堆积引起膜层电阻增大所导致,构建了开槽收口量与接触压力之间的数学关系;基于电接触理论,以接触电阻为性能指标,建立接触件关于接触压力的可靠性统计模型;通过开展加速退化试验,对试验数据进行分析与评估;基于最小二乘估计与极大似然估计两步法,对模型进行了参数估计及验证,并根据试验数据评估了不同收口量下接触件的贮存寿命及其可靠度,结果表明:接触件收口量越大其贮存可靠性越好,为不同开槽收口量接触件的贮存可靠性评估提供了理论基础。

接触件是电连接器中负责承担信号及能量传输的关键组件,其接触性能的可靠性能够直接决定电连接器的有效寿命。而开槽收口式接触件以其结构简单、信号传输稳定等特点成为最广泛最常用的一类接触件[1]。

目前,国内外研究人员们大多着眼于各种外界环境及变化的工作条件对接触性能的影响进行研究。

如:Kong 等[2]对高频连接器进行了微动实验研究电接触的接触性能;Ren 等[3]对典型的圆形电连接器进行了多应力自动振动测试研究导致连接器接触性能退化失效的主要因素;骆燕燕等[4] [5] [6]以某型航空电连接器为研究对象,分别研究了插拔、冲击及振动对电连接器接触性能退化的影响;Kehong 等[7]讨论并分析了环境温度应力引起的电连接器接触件间歇性故障问题;郑淑梅等[8]通过ansys 仿真软件对航空电连接器在低温环境下的温度场进行了仿真研究。在众多研究中,未有针对开槽收口量所展开的研究, 而收口量作为该类型接触件的关键设计参数之一,若忽视接触件之间的不同收口量对接触性能退化情况产生的差异,将对接触件可靠性评估结果带来误差,因此有必要对贮存状态下开槽收口量对接触件接触性能的影响展开研究。

本文以开槽收口式电连接器接触件为研究对象,针对贮存状态下收口量对接触件的影响及其寿命评估问题,从机理层面出发建立收口量与接触性能之间的数学关系,通过开展加速试验分析收口量对接触件贮存寿命的影响并实现其寿命评估与模型验证,为评估电连接器贮存寿命提供基础数据。

2. 接触件贮存环境下失效机理分析 接触件作为负责电连接器电信号导通的关键组件。在电连接器中的位置如图1 所示,通常接触件接触区周围会灌入密封件以保障外界空气、杂质难以进入接触区造成接触件腐蚀、污染等现象,同时两端绝缘件将压紧接触件,保障接触件电气连通的同时与其他部分形成空间上的隔离,进一步提高了电连接器抵御外部侵蚀的能力及接触件的稳定性。

接触件由插针与插孔所组成,而开槽收口式接触件插孔形状为开槽簧片状,其中开槽数将会影响簧片截面形状,通常有开两槽、四槽、六槽等多槽数之分,如图2 所示为某型开两槽接触件三维结构图。



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