【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电连接器接触力学，具体为电连接器的插拔接触力学特性分析方法。
技术介绍
1、目前，电连接器主要应用于航空航天、电子通信和汽车船舶等领域。近年来，人们对电连接器插拔特性的多个方面进行了研究，如力学特性、电接触特性等等。电连接器主要通过机械插拔动作实现其电气连接与断开功能，其插拔力和接触压力不仅是反映其操作性能的关键参数，同时也可间接反映电连接器的工作可靠性。电连接器接触件的形状、尺寸和表面摩擦系数都会对电连接器的插拔特性造成影响。通过有限元法对典型压配式电连接器进行力学行为研究，发现接触压力与插孔截面尺寸密切相关。接触压力直接测量比较困难，一般可以通过激光位移传感器测量插孔的变形从而间接计算接触压力。同时，可以利用理论模型和试验研究电连接器的插拔特性。电连接器工作的环境温度、湿度等因素会改变其材料性能，加速接触件及外壳的老化速度，使电连接器的插拔力发生变动，从而影响电连接器的插拔特性。接触电阻是表征电接触特性的一个重要参数，能够准确反映电连接器的电接触状态。电流从一个导体流入另一个导体而产生电接触，接着由于电流线收缩产生电压降落、温升和熔焊等现象。接触电阻过高或增长速度过快，是电连接器电接触失效的主要判据。
2、但实际中对电连接器在插拔过程中插拔力、接触压力和接触电阻的变化，以及利用智能算法对接触压力与接触电阻关系的研究鲜有开展；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了电连接器的插拔接触力学特性分析方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供电连接器的插
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：电连接器的插拔接触力学特性分析方法，包括以下步骤：
3、s1：电连接器主要由插针和插孔组成，冠簧卡在插孔内部，采用软件创建电连接器的模型，在材料库中完成材料参数和网格划分，并对电连接器中的一些特征进行简化，最后，将电连接器模型导入到仿真软件中，以便完成插针与冠簧插拔过程的仿真分析；
4、s2：利用有限元分析工具ansys workbench与comsol multiphysics完成插针与冠簧插拔过程的仿真分析；
5、s3：对电连接器进行实验验证，以此获得试验数据，通过对为仿真数据和试验数据的对比分析，从而探究插拔力和接触压力和接触电阻随插入深度的变化规律。
6、进一步地，所述s1中，创建电连接器模型时，需要对电连接器中的一些特征进行简化，包含对电连接器中的倒角、圆角和螺纹特征的简化。
7、进一步地，所述电连接器接触状态分为三种，具体为无接触、不稳定接触和稳定接触，并针对插拔过程的实际情况，对模型进行仿真分析时需要对各项载荷进行边界条件设置，以此确保仿真结果的可靠性。
8、进一步地，所述模型进行仿真分析时需要对各项载荷进行边界条件设置，保持插孔位置固定，而插针水平移动，基于实际的插拔位移量，在x轴负方向上给插针设置18mm的位移载荷，插拔速度为50mm/min，插针拔出过程与插入过程相反，同时插针在y方向和z方向上的位移大小被设置为0mm。
9、进一步地，所述s1中，在材料库中完成材料参数，参数包括:插针材料为黄铜h62；冠簧和插孔材料为铍青铜qbe2，插拔过程中插针与冠簧的接触类型为摩擦接触，插孔与冠簧的接触为绑定接触。
10、进一步地，所述摩擦接触设置中，将冠簧的内表面设置为接触面，将插针头部的外表面设置为目标面；绑定接触设置中，由于冠簧和插孔的硬度相同，所以二者都能够作为目标面或者接触面。
11、进一步地，所述s1中的网格划分，网格的疏密程度对仿真结果的精确程度存在直接影响，为了保证计算精度和收敛性，需要进行网格无关性验证。
12、进一步地，所述s2中，将有限元模型导入ansys workbench中，以此正确定义有限元模型的性质，如材料特性、网格划分、边界条件和载荷，从而计算插拔力和接触压力，将之前通过ansys workbench建立的电连接器插合状态模型导入comsol multiphysics中，以此正确定义模型的材料特性、接触对、网格划分、边界条件以及载荷，并且在插针端面施加100ma的终端电流，从而计算接触电阻。
13、进一步地，所述s3电连接器进行实验验证时，实验室环境温度为25～35°，相对湿度为45％～75％rh，大气压力为标准大气压101.325kpa，并从仓库中随机抽取组成10组样品，利用插拔力试验机进行预插拔，使用直径为φ14.50mm的插针预插拔3次，时效为24h。
14、进一步地，所述s3电连接器进行实验验证时，为了检测接触电阻，通过插拔力试验机控制插针的插入深度，并使用jk2511型直流低电阻测试仪测量接触电阻并记录数据，电阻测试仪的量程为10～200μω，精度为±0.23mω。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术通过采用软件创建电连接器的模型，在对电连接器接触件的插拔过程进行了数值和试验研究，并对电连接器中的一些特征进行简化，再将电连接器模型导入到仿真软件中，利用有限元分析工具ansys workbench与comsol multiphysics完成插针与冠簧插拔过程的仿真分析，从而可将有限元仿真结果与利用插拔试验机和jk2511型直流低电阻测试仪得到的试验结果进行对比，从而探究插拔力和接触压力和接触电阻随插入深度的变化规律，验证有限元方法的可靠性，为设计高可靠性的电连接器提供了理论指导和技术参考，为电连接器结构的优化设计提供了依据。
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1.电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述S1中，创建电连接器模型时，对电连接器中的特征进行简化，包含对电连接器中的倒角、圆角和螺纹特征的简化。
3.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述电连接器接触状态分为无接触、不稳定接触和稳定接触，并针对插拔过程的实际情况，对模型进行仿真分析时需要对各项载荷进行边界条件设置。
4.根据权利要求3所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述模型进行仿真分析时对各项载荷进行边界条件设置，保持插孔位置固定，插针水平移动，基于实际的插拔位移量，在X轴负方向上给插针设置18mm的位移载荷，插拔速度为50mm/min，插针拔出过程与插入过程相反，同时插针在Y方向和Z方向上的位移大小被设置为0mm。
5.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述S1中，在材料库中完成材料参数，参数包括:插针材料为黄铜H62；冠簧和插孔材料为铍青铜
6.根据权利要求5所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述摩擦接触设置中，将冠簧的内表面设置为接触面，将插针头部的外表面设置为目标面。
7.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述S1中的网格划分，进行网格无关性验证。
8.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述S2中，将有限元模型导入ANSYS Workbench中，定义有限元模型的性质，计算插拔力和接触压力，将通过ANSYS Workbench建立的电连接器插合状态模型导入COMSOL Multiphysics中，定义模型的材料特性、接触对、网格划分、边界条件以及载荷，并且在插针端面施加100mA的终端电流，计算接触电阻。
9.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述S3电连接器进行实验验证时，实验室环境温度为25～35°，相对湿度为45％～75％RH，大气压力为标准大气压101.325kPa，并从仓库中随机抽取组成10组样品，利用插拔力试验机进行预插拔，使用直径为Φ14.50mm的插针预插拔3次，时效为24h。
10.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述S3电连接器进行实验验证时，通过插拔力试验机控制插针的插入深度，使用JK2511型直流低电阻测试仪测量接触电阻并记录数据，电阻测试仪的量程为10～200μΩ，精度为±0.23mΩ。
...【技术特征摘要】
1.电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述s1中，创建电连接器模型时，对电连接器中的特征进行简化，包含对电连接器中的倒角、圆角和螺纹特征的简化。
3.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述电连接器接触状态分为无接触、不稳定接触和稳定接触，并针对插拔过程的实际情况，对模型进行仿真分析时需要对各项载荷进行边界条件设置。
4.根据权利要求3所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述模型进行仿真分析时对各项载荷进行边界条件设置，保持插孔位置固定，插针水平移动，基于实际的插拔位移量，在x轴负方向上给插针设置18mm的位移载荷，插拔速度为50mm/min，插针拔出过程与插入过程相反，同时插针在y方向和z方向上的位移大小被设置为0mm。
5.根据权利要求1所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述s1中，在材料库中完成材料参数，参数包括:插针材料为黄铜h62；冠簧和插孔材料为铍青铜qbe2，插拔过程中插针与冠簧的接触类型为摩擦接触，插孔与冠簧的接触为绑定接触。
6.根据权利要求5所述的电连接器的插拔接触力学特性分析方法，其特征在于：所述摩擦接触设置中，将冠簧的内表面设...
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