插拔力的案例
耳機連接器的插拔力分析
這是早年做的案例，電子消費類連接器的插拔力分析。
插拔力分析是帶摩擦的接觸分析，求解時需要打開大變形效應(yīng)選項和求解預測器。
耳機連接器的提供插拔力主體部分（四個端子），接觸方式采用剛對軟的接觸方式。
耳機連接器的有限元模型根據(jù)具體的連接器結(jié)構(gòu)，分為單雙側(cè)模型。
耳機連接器的插拔力量分析結(jié)果：
分析出的插拔力曲線（第一次插拔）：插入力=13.0636N，拔出力=4.57657N
分析出的插拔力曲線（第三次插拔）：插入力=6.40533N，拔出力=4.37987N。
耳機連接器的插拔力實驗結(jié)果：
實驗出的插拔力曲線：插入力=0.62*9.8=6.076N，拔出力=0.44*9.8=4.312N
第一次插拔分析曲線的誤差：插入力=115％，拔出力=6.14％
第三次插拔分析曲線的誤差：插入力=5.42％，拔出力=1.57％
可以得知第三次插拔分析的準確率很高。
耳機連接器的插拔力實驗結(jié)果（雙側(cè)模型）的分析仿真結(jié)果與試驗結(jié)果對比：
插入力：
分析結(jié)果：6.98N 實際實驗結(jié)果：0.736*9.8=7.2128N
分析誤差：(7.2128-6.98)/7.2128=3.23%
拔出力：
分析結(jié)果：8.20N 實際實驗結(jié)果：0.818*9.8=8.0164N
分析誤差：（8.20-8.0164）/8.0164=2.3%
結(jié)論：采用有限元方法分析出來的插拔力值及曲線較符合試驗結(jié)果。
展開 插拔力測試實驗室
插拔力測試是什么？
插拔力試驗是指將相互配合的公母兩端電子連接器進行插入和拔出所需要的力量。改試驗適用于連接器的插入力、拔出力、塑料保持力以及使用壽命等多種測試，透過計算機的分析，可精確測量待測物的荷重、行程及相對應(yīng)變化曲線，并可準確控制連接器插拔力測試行程、速度、目標測定次數(shù)及暫停時間。插拔力是連接器的重要機械性能與參數(shù)，其大小影響連接器使用的手感與其連接器內(nèi)部設(shè)計的結(jié)構(gòu)。
插拔力測試標準：
EIA364-13c電子連接器的插拔力測試方法
EIA-364-09電子連接器的耐插拔測試方法
插拔力測試適用產(chǎn)品：
連接器公母頭，數(shù)據(jù)線，電腦，筆記本電腦，手機，耳機等等
插拔力測試流程:
1.確定樣品
2.確定條件
3.是否判定 （確定判定依據(jù)：1.客戶要求 2.標準判定）
4.出結(jié)果，出試驗報告就
應(yīng)用范圍
1.連接器單孔插拔試驗
2.連接器整排插拔試驗
3.連接器插拔壽命試驗
優(yōu)耐檢測是一家獨立的第三方檢測及認證機構(gòu)，專業(yè)提供認證服務(wù)，我們的服務(wù)宗旨是：聯(lián)通世界，合作共贏！關(guān)于更多其他檢測信息請聯(lián)系我們！
展開 全自動插拔力試驗機簡介及應(yīng)用
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202505/attachment/ab9326572c9f4ff38ea580076e78ccc6.jpg"></figure>
</figure><p class="ql-align-center"><br></p><h1><strong>結(jié)構(gòu)組成</strong></h1><ul><li><strong>控制系統(tǒng)</strong>：通常由計算機或者嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，能夠精確控制驅(qū)動系統(tǒng)的運動，包括插拔速度、距離、次數(shù)等參數(shù)，還能對傳感器系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理，生成測試報告。</li><li><strong>驅(qū)動系統(tǒng)</strong>：一般由電機和傳動機構(gòu)組成，常見的電機有伺服馬達，傳動機構(gòu)有滾珠螺桿等，通過電機帶動傳動機構(gòu)，實現(xiàn)對連接器的插拔動作。</li><li><strong>傳感器系統(tǒng)</strong>：包括力量傳感器和位移傳感器，力量傳感器用于實時監(jiān)測插拔過程中的力量變化，位移傳感器則用于測量插拔過程中的位移變化，從而精確獲取插拔力與位移的關(guān)系數(shù)據(jù)。</li><li><strong>夾具部分</strong>：用于固定待測連接器和對接連接器，確保測試過程的穩(wěn)定性和準確性，針對不同類型和尺寸的連接器，有各種專用的夾具可供選擇。</li></ul><h1><strong>功能特點</strong></h1><ul><li><strong>多種測試功能插拔力檢測</strong>：可對各種類型的連接器，如 USB、HDMI、SATA 等進行插拔力檢測，還能模擬不同環(huán)境條件，如溫度、濕度、氣壓等，測試連接器在不同環(huán)境下的插拔效果。
展開 連接器 插拔力性能分析研究與實踐 ￥50
1.插拔力定義：
插拔力是指將相互配合的公母兩端電子連接器進行插入和拔出所需要的力量。插拔力是連接器的重要機械性能與參數(shù)，其大小影響連接器使用的手感與其連接器內(nèi)部設(shè)計的結(jié)構(gòu)。
2 .插拔力計算的理論基礎(chǔ)
查閱《機械工程師手冊》第二版的磨擦篇章，得到以下摩擦系數(shù)：
表1 不同摩擦副的摩擦系數(shù)[5]
摩擦副
銅
黃銅
黃銅
黃銅
青銅
青銅
青銅
鋼
摩擦副
銅
黃銅
青銅
鋼
青銅
鋼
塑料
鋼
摩擦系數(shù)m
0.2
0.17
0.16
0.19
0.15~0.20
0.15~0.18
0.21
0.15
2.1 電子連接器的插拔力理論
在電子連接器插拔過程中，金屬之間的摩擦力起主要的插拔力量作用。這個摩擦力主要指金屬端子之間的摩擦力，也包括金屬外殼之間的摩擦。插拔過程中的端子摩擦圖解見圖5-2。因電子連接器的設(shè)計公差問題，塑膠本體之間的摩擦力一般很小，除了個別類型需要考慮塑膠本體之間的摩擦力對插拔力的作用，大部份都可忽略。不同摩擦副的摩擦系數(shù)可查閱表1。由于電子連接器的金屬表面都覆蓋有電鍍膜（端子通常是電鍍鎳上再鍍金，而金屬外殼一般會鍍上錫或鎳，是一層較軟的表面膜），屬于邊界摩擦。因此，電子連接器各部份的實際摩擦系數(shù)會比表1中的數(shù)據(jù)稍小。
展開 
插拔力分析教程及數(shù)模 ￥40
插拔力是指將相互配合的公母兩端電子連接器進行插入和拔出所需要的力量。插拔力是連接器的重要機械性能與參數(shù)，其大小影響連接器使用的手感與其連接器內(nèi)部設(shè)計的結(jié)構(gòu)。
插拔力最基本的理論基礎(chǔ)就是摩擦力理論，為精確模擬實際的插拔過程，電子連接器的插拔分析基本上采用面面接觸方式。ANSYS中面面接觸單元提供的是基本的庫侖摩擦模型，即為經(jīng)典摩擦理論。
以下收費內(nèi)容為端子插拔力的分析教程和數(shù)模。
CAE在連接器插拔力分析中的應(yīng)用
插拔力是指將互相配合的公母兩端電子連接器進行插入和拔出所需要的力量。插拔力是連接器的重要機械性能與參數(shù)，其大小影響連接器使用的手感與其連接器內(nèi)部設(shè)計的結(jié)構(gòu)。依據(jù)EIA-364-13C（國際電氣協(xié)會插拔力測試規(guī)范）標準，插入力不得大于額定值，確保使用者不至于很難插入適配頭，而拔出力不得小于額定值，放置在各種復雜場合松脫或掉落，造成設(shè)備連接中斷及損壞。
通過CAE仿真對連接器插拔力進行分析，為進一步改進結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論依據(jù)，為連接器行業(yè)在提高可靠性、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。以下為有限元科技為某連接器企業(yè)做的插拔力項目分析。
展開 機械電子產(chǎn)品的綜合性能評估-ANSYS 12講 開課了
ANSYS Workbench界面操作方式分解
3．機械電子產(chǎn)品涉及到的結(jié)構(gòu)分析項目
4．機械電子產(chǎn)品涉及到的電、熱分析項目
5．正向力
5.1 正向力理論詳解&正向力分析流程
5.2.1正向力分析實例-ANSYS經(jīng)典界面
5.2.2正向力分析實例-ANSYS Workbench界面
5.3正向力分析注意點及要點總結(jié)
6. 插拔力
6.1 插拔力理論詳解&插拔力分析流程
6.2.1 插拔力分析實例-ANSYS經(jīng)典界面
6.2.2 插拔力分析實例-ANSYS Workbench界面
6.3 壽命分析實例（附件）-ANSYS Workbench界面
6.4 插拔力分析注意點及要點總結(jié)
7. 電阻
7.1 電阻理論詳解&電阻分析流程
7.2.1 電阻分析實例-ANSYS經(jīng)典界面
7.2.2 電阻分析實例-ANSYS Workbench界面
7.3 電阻分析注意點及要點總結(jié)
8．溫升
8.1 溫升理論詳解&溫升分析流程
8.2.1 溫升分析實例-ANSYS經(jīng)典界面
8.2.2 溫升分析實例-ANSYS Workbench界面
8.3 溫升分析注意點及要點總結(jié)
9. 密封
9.1 密封理論詳解&密封分析流程
9.2.1 密封分析實例-ANSYS經(jīng)典界面
9.2.2 密封分析實例-ANSYS Workbench界面
9.3 密封分析注意點及要點總結(jié)
10. 安裝
10.1 安裝過程理論詳解&安裝分析流程
10.2.1 安裝分析實例-ANSYS經(jīng)典界面
10.2.2 安裝分析實例-ANSYS Workbench界面
10.3 安裝分析注意點及要總結(jié)
11.
展開 Abaqus管夾插拔力分析
Abaqus管夾插拔力分析
CPA的拔出力結(jié)構(gòu)優(yōu)化
USCAR對CPA有插入力和拔出力的要求。
目前公司的一款CPA，實際測試中，其插入力為4N左右，拔出力為3~4N。插入力滿足標準要求，而拔出力過小需要優(yōu)化增大。現(xiàn)模擬實際裝配中的插入拔出過程，并優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
模擬插拔過程。插拔后殘留應(yīng)力小，插拔過程中最大應(yīng)力為81.8Mpa，無問題。
模擬插拔過程，得出最終的插拔力數(shù)據(jù)。插拔力5.53N，拔出力為4.063N，與測試值基本一致。
通過反復優(yōu)化拔出結(jié)構(gòu)的角度，拔出力能達到10N以上。
在插拔過程中，最大應(yīng)力達82.3Mpa,無問題。
模擬插拔過程，得出最終的插拔力數(shù)據(jù)。插入力6.39N，拔出達11.8162N。
展開 一文讀懂連接器可靠性設(shè)計方法（精華、必看）
接觸件在插入和拔出時為克服彈性接觸產(chǎn)生的阻力所需要的力，稱為接觸件插入力和 拔出力，根據(jù)胡克定律，當接觸壓力越大，為克服彈性接觸產(chǎn)生的阻力所需要的力也 越大，也就是插拔力越大，因此從某種意義上來說插拔力就是在彈性接觸件正壓力作 用下，接觸件間產(chǎn)生的摩擦力。
插拔力在一定區(qū)間變化時，接觸電阻的變化較明顯，除此之外的區(qū)域，接觸電阻的 變化相對鈍化，即使插拔力增加很多，接觸電阻也并未明顯減小 。從經(jīng)濟性角度考慮， 超過一定限度，再要求通過增大插拔力來減小接觸電阻，沒有實際意義 。所以，為減小接觸電阻，不應(yīng)僅從插拔力去考慮。
接觸件的接觸壓力
接觸壓力是彼此接觸的表面產(chǎn)生并垂直于接觸表面的力，影響著電接觸性能，由于機械或環(huán)境應(yīng)力而使正壓力減少， 會引起接觸電阻的增加，若超出規(guī)定值將引起電路失效。
在連接器 smart化的趨勢下，接觸壓力的設(shè)計必須非常精準。
保持力太大的缺點：
(1)增加端子插入力，易造成端子變形；
(2)增加housing 內(nèi)應(yīng)力，易造成housing 變形。
保持力太小的缺點：
(1)接觸壓力不夠，造成接觸電阻大，接觸不良；
(2)端子易松脫。
下圖為接觸壓力與接觸電阻的變化分析
緣失效分析及可靠性設(shè)計
絕緣電阻是指在連接器的絕緣部分施加電壓，從而使絕緣部分的表面或內(nèi)部產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。即絕緣電阻（MΩ）=加在絕緣體上的電壓（V）/泄漏電流（μA）。通過絕緣電阻檢驗確定連接器的絕緣性能能否符合電路設(shè)計的要求或經(jīng)受高溫、潮濕等環(huán)境應(yīng)力時，其絕緣電阻是否符合有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)定。 絕緣電阻是設(shè)計高阻抗電路的限制因素。絕緣電阻低，意味著漏電流大，這將破壞電路的正常工作。例如形成反饋回路，過大的漏電流所產(chǎn)生的熱和直流電解，將使絕緣破壞或使連接器的電性能變劣。
展開 汽車連接器可靠性設(shè)計
端子材料選擇的基本要求：
導電性－高導電率、低電阻率，降低接觸電阻；
延展性-有助于端子成型；
硬度-提高機械 磨損能力及增大接觸面積，減小接觸電阻；
降伏強度-屈服強度，在機械與材料科學的定義是材料開始產(chǎn)生塑性變形(永久變形)的應(yīng)力值，在彈性范圍內(nèi)有大的位移；
彈性模數(shù)-較高的彈性模數(shù)表面膜容易破壞，有利于降低表面膜接觸電阻，較低的彈性模數(shù)則可增大彈性變形的接觸面積；
應(yīng)力松弛-端子長時間受力或高溫，抗拒負載能力仍能維持；
硬度(Hardness)－減少端子金屬的磨損。
接觸件插拔力設(shè)計
在影響接觸電阻的因素中，接觸壓力的影響最大，但接觸壓力一般是無法測量的。
接觸件在插入和拔出時為克服彈性接觸產(chǎn)生的阻力所需要的力，稱為接觸件插入力和 拔出力，根據(jù)胡克定律，當接觸壓力越大，為克服彈性接觸產(chǎn)生的阻力所需要的力也 越大，也就是插拔力越大，因此從某種意義上來說插拔力就是在彈性接觸件正壓力作 用下，接觸件間產(chǎn)生的摩擦力。
插拔力在一定區(qū)間變化時，接觸電阻的變化較明顯，除此之外的區(qū)域，接觸電阻的 變化相對鈍化，即使插拔力增加很多，接觸電阻也并未明顯減小 。從經(jīng)濟性角度考慮， 超過一定限度，再要求通過增大插拔力來減小接觸電阻，沒有實際意義 。所以，為減小接觸電阻，不應(yīng)僅從插拔力去考慮。
展開 
CAE培訓
電子行業(yè)應(yīng)用教程（具體案例可以針對學員們的要求來選擇）
實例1：非線性靜力分析
實例2：電路板封裝跌落分析
實例3：鋼球沖擊分析
……
連接器分析實例（具體案例可以針對學員們的要求進行調(diào)整）
實例1：正壓力及應(yīng)力分布——電池-彈簧片分析（一天）
實例2：插拔力分析——USB接頭插拔力分析（一天）
實例3：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計（一天）
……
五、培訓證書：對合格學員，授予CAE基礎(chǔ)理論操作畢業(yè)證書。
六、報名時間：長期接受報名
七、咨詢電話：0755-82787374
13414123734
聯(lián)系人：李小姐
E-mail ：kelly.lee@caezhg.com.cn
展開 CAE中Micro USB插拔力和壽命疲勞分析
Micro
USB插拔力和壽命疲勞分析是連接器行業(yè)在可靠性設(shè)計中所關(guān)心的最基本的問題，通過CAE仿真指出連接器公端卡扣和端子的應(yīng)力與疲勞壽命分析等，為進一步改進結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了理論依據(jù)，為連接器行業(yè)在提高可靠性、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。
1
產(chǎn)品問題概述
客戶原始包裝設(shè)計在進行插拔時是否會發(fā)生疲勞失效？
元王通過CAE仿真分析發(fā)現(xiàn)，Micro USB在插拔5000次后，插拔力變小，卡扣疲勞壽命偏低，固需要改善。
元王通過CAE仿真技術(shù)就如何改善給出了建設(shè)性的建議，使得最后產(chǎn)品得到優(yōu)化，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2
原圖模型
3
計算結(jié)果
位移插拔力分析
應(yīng)力分析
疲勞壽命分析
4
結(jié)論
Micro USB公端端子/卡扣的最大等效應(yīng)力未超出材料的屈服強度，材料安全。插入力為12.90N，拔出力為11.43N. 其卡扣的疲勞壽命為13304，偏低，而端子疲勞壽命為10^7次，可以認為它不會疲勞失效。
展開 高壓連接器的內(nèi)接觸結(jié)構(gòu)
1 雙螺旋及線簧接觸結(jié)構(gòu)
安費諾在電動車以及混合動力車中電機控制、電機驅(qū)動等部位中的大電流連接器的接觸結(jié)構(gòu)解決方案是采用雙螺旋結(jié)構(gòu) （圖1），接觸面積達到65%，具有低插拔力和高可靠性，工作電壓可達到630 V，額定電流455 A，具有比較高的過載能力，機械壽命大于500次，是目前在電動車高壓連接領(lǐng)域流行的內(nèi)接觸結(jié)構(gòu)之一。而羅森伯格采用的線簧接觸系統(tǒng) （圖2）能夠?qū)崿F(xiàn)超過40個接觸點，載流能力高，節(jié)省空間，接觸電阻和插拔力低。
圖1 雙螺旋結(jié)構(gòu)
圖2 線簧接觸結(jié)構(gòu)
2 多孔耐磨結(jié)構(gòu)
我們開發(fā)的一種電動車高壓連接器多孔耐磨 內(nèi)接觸 環(huán) ， 包 括 多孔彈性內(nèi)接觸環(huán) （圖3）、表面鍍層。多孔彈性接觸環(huán)的壁厚為0.5 mm、口內(nèi)徑為8 mm，長19 mm的高彈性銅鎳硅合金開口管。管呈弧形中間下凹，中間內(nèi)徑5mm，管壁交錯均勻分布直徑為1.5 mm的孔，管沿軸方向有一條線縫，縫寬度控制在0.5 mm以內(nèi)。表面鍍層為AgCu、AgSb、AgPd、AuAg合金的一種，厚度為0.5~2.0μs。
展開 接口穩(wěn)定性：車載智能終端可靠性檢測的關(guān)鍵維度
物理接口耐久性測試
車載智能終端需通過多種接口與車輛其他系統(tǒng)（如 CAN 總線、車載以太網(wǎng)）或外部設(shè)備（如手機、U 盤）交互，接口的穩(wěn)定性直接影響功能連貫性，主要測試包括：
1、插拔壽命驗證：針對 USB、Type-C、OBD 等常用接口，按照車規(guī)標準進行 5000-10000 次插拔循環(huán)測試（模擬用戶 5-10 年的使用頻率）。重點檢測插拔力變化（初期與末期差值需≤30%）、針腳磨損程度（是否出現(xiàn)變形、氧化）及鎖緊結(jié)構(gòu)有效性（如卡扣是否松動導致接口脫落）。
2、振動與沖擊下的連接穩(wěn)固性：在接口插入狀態(tài)下，施加 10Hz-2000Hz 的隨機振動（模擬車輛行駛顛簸）及 500G 加速度的沖擊（模擬急剎車），通過實時監(jiān)測接觸電阻（需≤10mΩ）判斷是否出現(xiàn)瞬時斷開（中斷時間＞10ms 即視為失效）。
3、環(huán)境適應(yīng)性疊加測試：將接口置于 - 40℃~+85℃的溫循環(huán)境中，同時進行插拔循環(huán)，驗證高低溫對接口材料（如塑膠外殼、金屬針腳）的老化影響，避免因熱脹冷縮導致的接觸不良。
測試結(jié)果判定標準
接口機械結(jié)構(gòu)耐久性測試需滿足以下核心指標，方可判定為合格：
1、所有測試后，接口無永久性結(jié)構(gòu)損壞（如斷裂、針腳脫落）；
2、插拔力變化幅度≤30%，無卡滯、無法插入 / 拔出等現(xiàn)象；
3、功能驗證中，數(shù)據(jù)傳輸 / 供電無中斷，接觸電阻穩(wěn)定≤10mΩ；
4、無 “瞬時斷開” 累計超過 5 次（單次＞10ms）。
車載接口耐久性測試的意義及測試設(shè)備要求
接口耐久性測試是車載智能終端 “物理可靠性” 的第一道防線，其核心不僅是驗證 “能使用”，更是確保 “長期穩(wěn)定使用”。通過模擬極端環(huán)境、高頻操作和突發(fā)應(yīng)力，可提前暴露設(shè)計缺陷（如材料選型不當、結(jié)構(gòu)強度不足），最終保障用戶在車輛全生命周期內(nèi)的使用體驗與功能安全性。
展開 