正向力的案例
連接器正向力計算 文章及操作教程 ￥50
在連接器公母兩端組合時，由于公母端子接觸的彈性，會在接觸面上產生正向接觸力，簡稱為正向力。此力的作用在于：使電子系統在運作時，維持接觸接口的穩定，讓信號或電流順利傳輸，不受外在機械干擾的影響，除此之外，連接器接口的接觸電阻值也與正向力的大小有關。綜合起來，正向力與連接器的可靠性有絕對的關系，亦與連接器的基本特性--接觸阻抗有密切的關系，除此之外，根據摩擦理論，亦與插拔力有關，所以正向力是電子連接器的重要且基本的性能設計參數。
以下收費內容包括：正向力性能分析研究與實踐（文章）；正向力分析過程教程；正向力分析數模。
展開 連接器中最簡單的正向力分析
電子連接器的端子有各種形狀，S型、凸包型、蛇形、變截面S型，無法通過簡單的理論計算獲取，采用CAE的方式模擬真實對配時，可以得出最真實的正向力，而正向力是接觸電阻的重要參考數據。
不要簡單的正向下壓，有些時候是不符合真實情況的。
如下圖中電子連接器的接觸點位移示意圖。
正向力有限元分析方法研究：
（1）建立需要分析的端子模型；
（2）讀入此端子模型，模擬實際接觸情況建立接觸對；
（3）輸入壓縮量，進行接觸點的下壓分析；
（4）求解計算，讀取接觸點的壓縮量方向的力量值，即為此壓縮
量下的正向力。
下圖為蛇形端子的有限元模型在0.86mm的壓縮量下的形狀應力圖。
正向力分析是一個很簡單的分析，準確率非常高。下圖為蛇形端子的正向力分析結果及力量時間曲線圖。
蛇形端子的實驗正向力曲線圖。
（1）0.65mm壓縮量下的正向力分析誤差：
FEA結果=0.31498N 實際實驗結果=0.31333N
分析誤差=(0.31498-0.31333)/0.31333=0.53%
(2) 0.86mm壓縮量下的正向力分析誤差：
FEA結果=0.41641N 實際實驗結果=0.41333N
分析誤差=(0.41641-0.41333)/0.41333=0.75%
正向力有限元分析方法總結：
在此類分析中采用建立接觸對的方式，保證了壓縮量和接觸點移動的真實模擬，修正了早先的簡單點下壓方式的缺憾。使正向力的分析精度大大提高，其分析結果誤差可控制在1%以內。
展開 CAE在連接器屈服量、正向力分析中的應用
彈片式連接器就是連接器的一種，彈片式連接器應用于智能設備電力接觸裝置中，其中彈片式連接器的正向力和屈服量都是非常重要的指標。通過分析正向力，可以讓連接器保持良好的接觸性能，抵抗微跌落時掉電，也可以防止端子屈服和電鍍層磨損。而屈服量分析可可降低插拔力，不至于影響連接器的彈性偏移性能。以下為有限元科技為某連接器企業做的彈片式連接器正向力和屈服量項目分析。
產品問題概述：
在特定行程下，計算接觸彈片的正向力及屈服量。
材料參數：
彈性模量：127000Mpa
泊松比：0.32
屈服強度：950~1150Mpa，分析取值1050Mpa
拉伸強度：1050~1250Mpa，分析取值1150Mpa
延伸率： 3%
幾何模型：
FEA模型：
分析工況：
工況一：正向力，下壓行程為離塑膠面0.10的位置（即施加下壓行程0.42mm）
工況二：屈服量，下壓行程至塑膠面的位置（即施加下壓行程0.52mm）
分析結果：
1、彈片下壓行程為離塑膠面0.10的位置（即施加下壓行程0.42mm）時的正向力為：6.18N。
2、彈片下壓行程至塑膠面的位置（即施加下壓行程0.52mm）時的屈服量為：0.061mm
展開 機械電子產品的綜合性能評估-ANSYS 12講 開課了
ANSYS Workbench界面操作方式分解
3．機械電子產品涉及到的結構分析項目
4．機械電子產品涉及到的電、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
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
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
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
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
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
11.
展開 
【技術】連接器規范和測試要求
正向力（Normal force）
目的：維持連接器在使用過程中的正向接觸應力，以確保連接器在使用過程中保持足夠低的接觸阻抗和磨擦；確保連接功能（不發生瞬斷）。
測試方法：N/A。
測試要點：a.系統中彈性接觸件在工作狀態下產生的正向接觸應力。
b.除非特別指定，速度為25.4mm/minute。
規范要求：一般定義在60-150gf之間（工作期限內）。
定義彈性端子正向力是為了維持足夠低的接觸阻抗和避免產品在使用過程中受到振動或其他意外力而產生斷信。
正向力是指使彈性端子從初始狀態到工作狀態所需的力量（參考圖四），必須確保連接器的正向力在壽命測試或環境測試前后保持足夠。
端子正向力和接觸阻抗之關系，呈類倒數關系。正向力增大，接觸阻抗減少，當正向力增大到60gf時， 接觸阻抗減少的幅度變得非常小。
另外，正向力越大，接觸過程產生的摩擦力就越大（f=F*u；f----摩擦力，F----正向力，u----摩擦系數），對接觸界面的磨損就越利害，因此一般正向力定義不超過150gf。（參考圖五）
5. 壽命（Durability）
目的：確認連接器在使用限期內滿足功能要求。
測試方法：EIA-364-09 or MIL-STD-1344A,2016.1。
測試要點：a. 測試作用軸為連接器正常使用的方向。
b. 除非特別指定，速度一般為200-500cycles/H。
c. 測試過程一般沒有電流負載。（除非額外要求）。
規范要求：a.
展開 接地彈片裝配及對配仿真
接地彈片裝配&對配仿真：
裝配時，正向力達8.5N。對配時，正向力5.12N。
接地彈片裝配&對配仿真：
變形后的形態
總結：
接地彈片在裝入塑料內殼后下榻嚴重，殘留變形高達0.712mm
裝配后，公母兩端對配時原定的1.25mm下壓量只剩下0.54mm，正向力5.12N。
屏蔽接觸電阻不存在問題，但是在公差配合和振動環境下存在接觸過小的風險。需評估。
需要調整裝配方式。建議采用先插入塑料殼再裝入接地彈片的方式。
利用SimSolid進行同軸連接器彈片力學性能分析
我們需要分析其外圈彈片的應力應變及支反力，彈片材料為鈹青銅。
Simsolid不具備模型建模和處理能力所以需要在Proe中進行建模，如下：
旋轉成60度實體。
通過結構分析簡化，可將以上模型簡化成弧形懸臂梁模型，可根據其端面的撓度0.05mm最大變形量計算出彈片理論正向力。
在Simsolid中創建鈹青銅材料：
新建一個受力點，
新建一個線性靜態力學分析。
施加底部的固定約束，和x方向上面的-0.05mm位移約束。
求解支反力，得到3.8443N
而在ANSYS中受力分析得3.366N。與Simsolid的支反力3.844N，相差0.478N，相對誤差12%在允許范圍內。
相對于ANSYS ，和內嵌ANSYS Discovery live的PTC Creo實時仿真除了無法處理模型之外，有SimSolid求解迅速，結構準確度可靠，卻可以方便快捷得創建受力約束點、約束面。是電子消費類產品結構工程師、設計師的得力工具
展開 卡簧安裝治具受力仿真
故需要驗證治具推進卡簧的過程中，能否承受卡簧收縮造成的外擴力。
我們在優化設計中得出插入力最大為126N，如圖所示。
摩擦系數設置為0.15，故推進過程中最大的正向力為126/0.15,因其接觸面積為73.827mm^2,故也可算出其壓力為11.378Mpa。
我們有兩種方法模擬。1.軸對稱方式仿真；2.3D實體方式。
實際仿真結果表明兩者結果基本一致，3D實體方式的結果應力會稍微大一點。
治具材料為45號鋼，彈性模量為210Gpa，泊松比0.31.
將正向力施加到中間部位產生的應力最大，軸對稱方式結果為82.3Mpa，3D實體方式結果為90.1Mpa。遠遠低于屈服強度，其變形也很小（0.00322mm).故0.60mm的臂厚沒有問題。
采用軸對稱方式模擬卡簧在治具內推進的過程.
展開 各類大電流端子的綜合仿真實例匯總
這些年做的各種端子的仿真及優化非常地多，涉及到的內容主要包括以下內容：
結構分析：應力，插拔力，正向力，變形
電阻分析：本體電阻，接觸點電阻
溫升載流分析（考慮溫度影響）：固定載流分析，壽命后的載流分析。
壽命分析：普通的結構應力壽命分析，磨損老化分析
近期大概總結了下，涉及到的端子基本已經涵蓋了業界采用的各類端子類型。
扭簧：1.5mm,2.8mm,3.6mm,6.0mm,8.0mm,9.0mm,10.0mm,12.0mm,14.0mm,15.0mm
2. 鼓簧：4.0mm,6.0mm,8.0mm,12.0mm
3. 扁端子：100A,130A,150A,200A,350A
4. 劈槽端子：9.0mm,12.0mm
對這些各式各樣的端子分析，技術的關鍵點主要在兩個方面：
（1)盡可能真實地根據端子的本身情況去模擬
a.結構精確性
b.系統環境的精確性
（2）公母端子的接觸點電阻的精確計算
第（1）條考驗的是仿真的功力和經驗，第（2）條考驗的則是理論的功力和經驗，這兩條甚至還需要對產品設計的能力和深入了解。不少公司或個人在這兩條方面都有本身的一些積累，如果能將第（1）條和（2）條結合起來實踐，將會起到事半功倍的作用。
展開 Moldex3D模流分析之Linear Differential Model
塑料熔流的粘彈性質極其復雜，其對于許多現象的影響也可以非常顯著，諸如正向力、剪切力等影響。所以了解物質的黏彈效應對于在射出成型制程當中保有良好質量以至于產品也相當關鍵。目前存在了各種不同的數學模型來表達物質的黏彈性，以下概述Moldex3D支持的多個模型：
線性微分模型(Linear Differential Model)
?UCM模型 (上對流Maxwell模型)
此模型以線性或準線性的方式來描述塑料的黏彈性，可看作將黏性及彈性分開來串連。
黏彈效應的示意圖
松弛時間(λ)是定義為當變形停止時，應力從原始下降到剩一半所需的時間。越高的松弛時間表示越多的(彈性)記憶效應。對于穩態的移動或松弛時間(λ)極小的狀況，可被簡化為牛頓流體并用粘度來表示(η)。對于突然的應力變化，以時間導數表現則是虎克定律(Hookean)及彈性模數(G)表示的固態行為。請注意，由于UCM可以視為Oldroyd-B模型的一種簡化情況，所以Moldex3D并不會在材料庫中再將其列出。
?Oldroyd-B模型 (對流性Jeffreys模型)
此模型較UCM多了一個牛頓(Newtonian)項，而當r=0時,這個模型就會被降回UCM模型。此模型預測固定的黏度及二階的第一正向應力差，而此線性(準線性)模型因為其簡易性已經被廣泛地用來表示黏彈性。可是因為無法表現出剪切至稀的特性，此模型并不適合應用在射出成型的領域，而僅僅是作為研究對照之用。
非線性微分模型(Nonlinear Differential Models)
由于線性模型無法精確地描述流變特性，例如熔膠流動中發生的剪切致稀或非二階正向應力差，需要透過擴充來表現這些非線性的行為，以下簡述Moldex3D所支持的非線型模型。
展開 Moldex3D模流分析材料性質與模型之黏彈模型 (僅適用于熱塑性材質)
塑料熔流的粘彈性質極其復雜，其對于許多現象的影響也可以非常顯著，諸如正向力、剪切力等影響。所以了解物質的黏彈效應對于在射出成型制程當中保有良好質量以至于產品也相當關鍵。目前存在了各種不同的數學模型來表達物質的黏彈性，以下概述Moldex3D支持的多個模型：
線性微分模型(Linear Differential Model)
?UCM模型 (上對流Maxwell模型)
此模型以線性或準線性的方式來描述塑料的黏彈性，可看作將黏性及彈性分開來串連。
黏彈效應的示意圖
松弛時間(λ)是定義為當變形停止時，應力從原始下降到剩一半所需的時間。越高的松弛時間表示越多的(彈性)記憶效應。對于穩態的移動或松弛時間(λ)極小的狀況，可被簡化為牛頓流體并用粘度來表示(η)。對于突然的應力變化，以時間導數表現則是虎克定律(Hookean)及彈性模數(G)表示的固態行為。請注意，由于UCM可以視為Oldroyd-B模型的一種簡化情況，所以Moldex3D并不會在材料庫中再將其列出。
?Oldroyd-B模型 (對流性Jeffreys模型)
此模型較UCM多了一個牛頓(Newtonian)項，而當r=0時,這個模型就會被降回UCM模型。此模型預測固定的黏度及二階的第一正向應力差，而此線性(準線性)模型因為其簡易性已經被廣泛地用來表示黏彈性。可是因為無法表現出剪切至稀的特性，此模型并不適合應用在射出成型的領域，而僅僅是作為研究對照之用。
非線性微分模型(Nonlinear Differential Models)
由于線性模型無法精確地描述流變特性，例如熔膠流動中發生的剪切致稀或非二階正向應力差，需要透過擴充來表現這些非線性的行為，以下簡述Moldex3D所支持的非線型模型。
展開 
巖土創新：百米超長樁基在喀斯特地貌是如何施工的？
樁端持力層到穩定的中風化巖面上，致使樁基施工功效較以往貴州省區域內其他項目大大降低。經技術攻關形成的雙套管雙驅動全回轉施工工藝采用三大核心技術成功化解難題。
一是精細化設計。
原設計根據該區域地勘報告和上部受力荷載，經計算該部分樁基直徑需為樁徑為3米嵌巖樁。
且目前該樁基施工工藝市面上無施工該樁型所需護筒，而且到沿海廠商定制該護筒，所花費巨大且耗時較長、施工用此護筒也需要調用更大功率全回轉鉆機。
為高效推進超長樁的施工，由三期指揮部牽頭，集中各參建方技術力量多次研討設計方案，精細化設計。
過程中充分挖掘樁基礎在復雜地質下正向受力可能性，充分考慮下部溶巖溶洞區域正向摩擦力，將該區域樁型設計成三截面遞減,樁截面積逐步減小，從而減少樁身自重和負摩擦力。
因此可將該樁樁徑縮小至2.6米外徑和2米內徑組合，從而大大降低原設計的樁基施工成本。
二是超長樁基混凝土施工技術。
3號航站樓樁基工程超長樁設計為超大樁徑（最大樁徑2.6米）、超大樁長（均長超90米）、超大混凝土澆筑量（單樁均為400立方），如遇溶洞等異常情況，混凝土澆筑時間會大大延長。
為防止澆筑過程中混凝土出現初凝影響成樁質量，在超長樁施工過程中采用超緩凝自密實水下不擴散混凝土，添加超緩凝劑、硅灰、水下不分散劑、限裂纖維的外加劑，從而讓混凝土性能滿足超長樁澆筑時間長的施工要求。
三是雙套管雙驅動全回轉式施工工藝。
超長樁成孔采用兩級套管護壁加長鉆桿超大功率旋挖鉆機取土的方式。
該種方式避免了直徑2.2米套管在回填層內受側摩阻力，能夠保證直徑2.2米套管下壓至持力層面，對整個樁身形成有效的護壁作用，避免成孔過程中發生涌泥及塌孔現象，確保成樁質量及成樁速度。
展開 干貨 | 端子電鍍知識
由于連接器的目的是提供和保持一個金屬性的接觸界面，這些膜層的存在必須要考慮到.一般來講，對于非貴金屬的電鍍，正向力要求很高足以破壞膜層，進而保持端子接觸界面的完整。擦洗作用對于含有膜層的端子表面顯得也很重要。
端子電鍍中有三種非金屬表面處理：錫(錫鉛合金)、銀和鎳。錫是最常用的，銀對高電流有優越性，鎳只限于應用于高溫場合。
a. 錫表面處理
錫也指錫鉛合金，特別是錫93-鉛3的合金。
我們是從錫的氧化物膜層很容易被破壞的事實而提出使用錫的表面處理。錫鍍層表面會覆蓋一層硬的、薄的、易碎的氧化物膜。氧化膜下面是柔軟的錫。當某種正向力作用于膜層時，錫的氧化物，由于很薄，不能承受這種負荷，而又因為它很脆，易碎而開裂。在這樣的條件下，負載轉移至錫層，由于又軟又柔順，在負載作下很容易流動。因為錫的流動，氧化物的開裂更寬了。通過裂縫和間隔層。錫擠壓至表面提供金屬接觸。錫鉛合金中鉛的作用是減少錫須的產生。錫須是在應力作用下，錫的電鍍物表面形成一層單晶體(錫須)。錫須會在端子間形成短路。增加2%或更多的鉛即能減少錫須。還有一類比例的錫鉛合金是錫：鉛=60：40，接近于我們焊接的成份比例(63：37)，主要用于要焊接的連接器中。但是最近有越來越多的法律要求在電子及電氣產品中減少鉛的含量，很多的電鍍端子要求無鉛電鍍，主要有純錫、錫/銅和錫/銀電鍍，可以通過在銅與錫層之間鍍一層鎳或使用不光滑的無光澤的錫表面減緩錫須的產生。
b.銀表面電鍍
銀認為是非貴金屬端子表面處理，因為它與硫、氯發生反應形成硫化膜。硫化膜是半導體，會形成“二極管”的特征。
銀也是軟的，與軟金差不多。因為硫化物不容易被破壞，所以銀不存在摩擦腐蝕。銀有優異的導電及熱傳導性，在高電流下不會熔解，是用在高電流端子表面處理的極好的材料。
展開 comsol中壓電陶瓷仿真學習-材料篇
壓電效應我的理解是：
1、正向效應是力作用到壓電材料上產生電，可以做傳感器使用；
2、反向效應是電場作用到壓電材料上產生應變，可以做驅動器使用。
壓電材料一般都是鋯鈦酸鉛、石英-天然陶瓷、聚偏二氟乙烯等進行制作的。鋯鈦酸鉛被通稱為PZT，是強電介質的鈦酸鉛（PbTiO3）和反強電介質的鋯酸鉛（PbZrO3）的固溶體，成分是〔Pb（Zr-Ti）O3〕。居里點根據兩者的混合比例不同而不同，大約在320℃附近有。在居里點以下沒有轉變點非常穩定。燒結性好，因為能夠充分的極化而且極化也比較的容易，所以能夠制作擁有高壓電常數的壓電陶瓷。通過改變混合比可以控制其機械Q值與相對介電常數等。
壓電材料制作流程：
壓電效應的產生原因是晶體結構自身的各向異性以及極化作用，默認情況下所有壓電材料Z方向極化（X3-方向），并且默認情況下材料與空間的Z方向重合，要改變極化方向，最簡單的做法就是創建一個新坐標系，并指定到壓電材料上。
壓電材料有兩種本構形式，一種是應力-電荷形式，一種是應變-電荷形式。這個根據自己獲得的哪種形式的參數決定，兩者都差不多。
展開 復制EDG奪冠之路，天際汽車撬動15萬級新能源“藍海”
而其整個公司層面不斷展現出的正向驅動力，也在證明何為：自身實力足夠出眾，加之持續不斷的努力，就能成功突圍。
