插入力的案例
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具體的連接器結構，分為單雙側模型。
耳機連接器的插拔力量分析結果：
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果（雙側模型）的分析仿真結果與試驗結果對比：
插入力：
分析結果：6.98N 實際實驗結果：0.736*9.8=7.2128N
分析誤差：(7.2128-6.98)/7.2128=3.23%
拔出力：
分析結果：8.20N 實際實驗結果：0.818*9.8=8.0164N
分析誤差：（8.20-8.0164）/8.0164=2.3%
結論：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果。
展開 基于hypermesh+lsdyna的隱式分析——卡扣插入力分析 ￥30
所謂的隱式和顯式是指時間積分算法：
顯示：
內力和外力在每一個節點上求和，節點加速度通過節點力除以節點質量計算得到。通過對求得的加速度在時間上求積分，求解過程向前推進。最大時間步長受當前條件限制，因此這種顯式算法通常需要許多計算時間相對低廉的時間步。
隱式：
需要計算全局剛度矩陣，并對矩陣求逆，然后計算節點的非平衡力并獲得節點位移增量。這種方法的優點是時間步長的大小可以由用戶決定；不足之處是需要大量的數值計算用以生成、存儲及分解剛度矩陣。因此，隱式計算通常需要較少但相對昂貴的時間步。
卡扣插入過程展示：
本次分析采用隱式求解法：
1.模型網格：采用四面體網格，不會產生沙漏，但容易體積自鎖，所以單元屬性ELFORM采用13號。
展開 案例分享 | 連接器結構幾何參數優化
對于插入過程，在最大插入力下存在良好的擬合。遺憾的是，所需的插入力變化曲線擬合不佳。這是由于建模的接觸區域的圓形表面，難以實現插入力的線性增長。相反，拔出過程的擬合度極佳。最大保持力和力變化都被較好的標定。圖7 所示的是連接器的最優設計。
容差分析
在連接器優化中，插入力和拔出力的絕對值是關鍵設計指標。例如當存在裸露的載流部件時，過低的拔出力可能會威脅生命。因此，在優化后應控制實際存在的幾何加工參數偏差對拔出力的影響。
因此，需要通過容差分析來研究輸入參數偏差將會如何影響力變化曲線、最大插入力100N 和最大拔出力150N，容差可能出現在材料、載荷或幾何結構方面。在本案例中，研究15個幾何參數的容差對插入、拔出力峰值和力變化曲線的影響。首先對15 個幾何參數定義了相等的2% 變異系數（CoV）和正態分布特征。幾何參數的基準值是之前直接優化得到的最優設計值。結果變量仍然是導出的力-迭代曲線，根據信號間隔提取的向量，以及最大插入力與拔出力。使用已在Ansys Workbench中使用過的相同全參數化2-D CAD模型進行仿真。15項幾何參數已在設計實驗（100種設計，ALHS）中定義。與敏感度分析相似，應明確結果變量與輸入參數之間的影響關系。
表1：容差分析得出的最大插入力、最大拔出力的正態分布統計值列表
表1列出了最大插入力和最大拔出力的正態分布統計值。
展開 Matlab給ABAQUS模型插入粘聚力單元（二維和三維）
前言：以常用的幾種實體單元為例，展示了在單一單元、兩種單元和三種單元混合的模型中插入黏聚力單元后的網格圖。二維模型中插入的黏聚力單元為coh2d4單元，三維模型中插入的黏聚力單元為coh3d6、coh3d8單元。
線束失效模式之“端子退針”不良的有效預防措施
①插入力（圖3）：端子組立時的難易程度，端子預裝連接器內的阻力越小，越容易預裝到位，因此在選型時第一個考核指標就是插入力，插入力越小，越容易組立，端子退針的風險越小.
圖3 插入力示意圖
②保持力（圖4）：端子從護套中直線拔出力（即保持力），保持力越大，在連接器對插時越不易被頂出，在這里設計選型時考量指標可選擇保持力大的連接器及端子。
圖4 保持力示意圖
③晃動量（圖5）：公母連接器在對插時，端子在護套內的晃動量顯著會影響到端子被頂出，為了降低此風險對插時退針的風險，在設計選型時盡量選擇端子與連接器為統一廠家（目的：保證端子與連接器匹配時的晃動量最?。?圖5 晃動量示意圖
④到位聲：端子組立到位時的聲音，端子的預裝目前行業均依靠人工作業，存在端子退針的風險。如何讓員工更好識別端子預裝到位，這里引入一個考核指標即到位聲，端子組立到位聲比環境聲音高（環境聲音等級應為30dB-50dB）：潮濕前7dB，潮濕后5dB，或由供需雙方商定。
⑤端子孔防錯結構（圖6）：端子在錯誤方向插入情況下，端子不能插人端子孔或絕緣支撐和密封件露在端子孔的外面。在問題處理中我們發現有些端子在錯誤的方向下也可插入到連接器內，回拉時不易識別，故在設計選型時需考量端子在錯誤方向插入的難易程度，以保證在錯誤方向組立端子時，無法到位。
圖6 端子孔防錯結構測試示意圖
b. 過程防護
端子退針有兩個影響因素：一個因素是彈片變形，另一個是端子歪。兩者均是過程中受外力作用，導致端子變形，為了保護端子 彈片不受外物影響導致變形，端子壓接后均需使用保護杯（圖7）將端子頭部防護起來，組立時才能拆下保護杯。
展開 談談線束端子退針的原因及整改措施
①插入力：端子組立時的難易程度，端子預裝連接器內的阻力越小，越容易預裝到位，因此在選型時第一個考核指標就是插入力，插入力越小，越容易組立，端子退針的風險越小.
圖 插入力示意圖
②保持力：端子從護套中直線拔出力（即保持力），保持力越大，在連接器對插時越不易被頂出，在這里設計選型時考量指標可選擇保持力大的連接器及端子。
圖 保持力示意圖
③晃動量：公母連接器在對插時，端子在護套內的晃動量顯著會影響到端子被頂出，為了降低此風險對插時退針的風險，在設計選型時盡量選擇端子與連接器為統一廠家（目的：保證端子與連接器匹配時的晃動量最?。?。
圖 晃動量示意圖
④到位聲：端子組立到位時的聲音，端子的預裝目前行業均依靠人工作業，存在端子退針的風險。如何讓員工更好識別端子預裝到位，這里引入一個考核指標即到位聲，端子組立到位聲比環境聲音高（環境聲音等級應為30dB-50dB）：潮濕前7dB，潮濕后5dB，或由供需雙方商定。
⑤端子孔防錯結構：端子在錯誤方向插入情況下，端子不能插人端子孔或絕緣支撐和密封件露在端子孔的外面。在問題處理中我們發現有些端子在錯誤的方向下也可插入到連接器內，回拉時不易識別，故在設計選型時需考量端子在錯誤方向插入的難易程度，以保證在錯誤方向組立端子時，無法到位。
圖 端子孔防錯結構測試示意圖
2.2 過程防護
端子退針有兩個影響因素：一個因素是彈片變形，另一個是端子歪。
展開 CPA的拔出力結構優化
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化增大?，F模擬實際裝配中的插入拔出過程，并優化結構。
模擬插拔過程。插拔后殘留應力小，插拔過程中最大應力為81.8Mpa，無問題。
模擬插拔過程，得出最終的插拔力數據。插拔力5.53N，拔出力為4.063N，與測試值基本一致。
通過反復優化拔出結構的角度，拔出力能達到10N以上。
在插拔過程中，最大應力達82.3Mpa,無問題。
模擬插拔過程，得出最終的插拔力數據。插入力6.39N，拔出達11.8162N。
展開 線束失效模式之“端子退針”不良的有效預防措施
①插入力（圖3）：端子組立時的難易程度，端子預裝連接器內的阻力越小，越容易預裝到位，因此在選型時第一個考核指標就是插入力，插入力越小，越容易組立，端子退針的風險越小.
圖3 插入力示意圖
②保持力（圖4）：端子從護套中直線拔出力（即保持力），保持力越大，在連接器對插時越不易被頂出，在這里設計選型時考量指標可選擇保持力大的連接器及端子。
圖4 保持力示意圖
③晃動量（圖5）：公母連接器在對插時，端子在護套內的晃動量顯著會影響到端子被頂出，為了降低此風險對插時退針的風險，在設計選型時盡量選擇端子與連接器為統一廠家（目的：保證端子與連接器匹配時的晃動量最小）。
圖5 晃動量示意圖
④到位聲：端子組立到位時的聲音，端子的預裝目前行業均依靠人工作業，存在端子退針的風險。如何讓員工更好識別端子預裝到位，這里引入一個考核指標即到位聲，端子組立到位聲比環境聲音高（環境聲音等級應為30dB-50dB）：潮濕前7dB，潮濕后5dB，或由供需雙方商定。
⑤端子孔防錯結構（圖6）：端子在錯誤方向插入情況下，端子不能插人端子孔或絕緣支撐和密封件露在端子孔的外面。在問題處理中我們發現有些端子在錯誤的方向下也可插入到連接器內，回拉時不易識別，故在設計選型時需考量端子在錯誤方向插入的難易程度，以保證在錯誤方向組立端子時，無法到位。
圖6 端子孔防錯結構測試示意圖
b. 過程防護
端子退針有兩個影響因素：一個因素是彈片變形，另一個是端子歪。兩者均是過程中受外力作用，導致端子變形，為了保護端子 彈片不受外物影響導致變形，端子壓接后均需使用保護杯（圖7）將端子頭部防護起來，組立時才能拆下保護杯。
展開 線束失效模式之“端子退針”不良的有效預防措施
①插入力（圖3）：端子組立時的難易程度，端子預裝連接器內的阻力越小，越容易預裝到位，因此在選型時第一個考核指標就是插入力，插入力越小，越容易組立，端子退針的風險越小.
圖3 插入力示意圖
②保持力（圖4）：端子從護套中直線拔出力（即保持力），保持力越大，在連接器對插時越不易被頂出，在這里設計選型時考量指標可選擇保持力大的連接器及端子。
圖4 保持力示意圖
③晃動量（圖5）：公母連接器在對插時，端子在護套內的晃動量顯著會影響到端子被頂出，為了降低此風險對插時退針的風險，在設計選型時盡量選擇端子與連接器為統一廠家（目的：保證端子與連接器匹配時的晃動量最小）。
圖5 晃動量示意圖
④到位聲：端子組立到位時的聲音，端子的預裝目前行業均依靠人工作業，存在端子退針的風險。如何讓員工更好識別端子預裝到位，這里引入一個考核指標即到位聲，端子組立到位聲比環境聲音高（環境聲音等級應為30dB-50dB）：潮濕前7dB，潮濕后5dB，或由供需雙方商定。
⑤端子孔防錯結構（圖6）：端子在錯誤方向插入情況下，端子不能插人端子孔或絕緣支撐和密封件露在端子孔的外面。在問題處理中我們發現有些端子在錯誤的方向下也可插入到連接器內，回拉時不易識別，故在設計選型時需考量端子在錯誤方向插入的難易程度，以保證在錯誤方向組立端子時，無法到位。
圖6 端子孔防錯結構測試示意圖
b. 過程防護
端子退針有兩個影響因素：一個因素是彈片變形，另一個是端子歪。兩者均是過程中受外力作用，導致端子變形，為了保護端子 彈片不受外物影響導致變形，端子壓接后均需使用保護杯（圖7）將端子頭部防護起來，組立時才能拆下保護杯。
展開 線束端子退針的原因分析及預防管控措施
①插入力：端子組立時的難易程度，端子預裝連接器內的阻力越小，越容易預裝到位，因此在選型時第一個考核指標就是插入力，插入力越小，越容易組立，端子退針的風險越小.
圖 插入力示意圖
②保持力：端子從護套中直線拔出力（即保持力），保持力越大，在連接器對插時越不易被頂出，在這里設計選型時考量指標可選擇保持力大的連接器及端子。
圖 保持力示意圖
③晃動量：公母連接器在對插時，端子在護套內的晃動量顯著會影響到端子被頂出，為了降低此風險對插時退針的風險，在設計選型時盡量選擇端子與連接器為統一廠家（目的：保證端子與連接器匹配時的晃動量最?。? 圖 晃動量示意圖
④到位聲：端子組立到位時的聲音，端子的預裝目前行業均依靠人工作業，存在端子退針的風險。如何讓員工更好識別端子預裝到位，這里引入一個考核指標即到位聲，端子組立到位聲比環境聲音高（環境聲音等級應為30dB-50dB）：潮濕前7dB，潮濕后5dB，或由供需雙方商定。
⑤端子孔防錯結構：端子在錯誤方向插入情況下，端子不能插人端子孔或絕緣支撐和密封件露在端子孔的外面。在問題處理中我們發現有些端子在錯誤的方向下也可插入到連接器內，回拉時不易識別，故在設計選型時需考量端子在錯誤方向插入的難易程度，以保證在錯誤方向組立端子時，無法到位。
圖 端子孔防錯結構測試示意圖
2.2 過程防護
端子退針有兩個影響因素：一個因素是彈片變形，另一個是端子歪。
展開 聊聊連接器的標準02-LV214
functional reliability of the contact housings
接觸件外殼的操作和功能可靠性
該測試主要是為了檢查端子外殼的保持力和驅動力，主要考察了2個相關力，一個是定位裝置CPA的相關驅動力、意外操作的力等，另外一個是連接器插合的插入分離力等，比如連接器插入力要≤75N(Insertion/actuation force of fully equipped contact housings: ≤ 75 N),根據不同PIN數的要求和不同的端子鎖合方式，相應的殼體保持力也不同，PIN數越大，針腳越寬（默認插片式）保持力也要求越大，相比USCAR-2或者GMW319的要求，LV214的這個地方的力要求還是較小的；
Insertion and holding forces of the contact parts in the contact housing
接觸部位在接觸殼中的插入力和保持力
此測試主要是為了測試端子在連接器里的保持力的，這個地方涉及到“一次鎖和二次鎖”這個地方的鎖是指鎖端子的，端子在連接器內部的固定方式，可以采用TPA的外在結構結合端子本身的固定形式，也可以采用端子上增加彈性止退金屬片和連接器臺階固定形式，當然也可以直接采用機加工的端子（自身帶金屬翹片）形式，無論何種形式最終都需要保證固定的可靠性, 都需要考察你的插入力和保持力；從標準來說，USCAR的要求是要比LV214的嚴格一點；
Pin insertion angle/misuse-proofing (scoop-proofing)
插銷插入角度/防插錯（防斜插）
這個測試主要是為了防止連接斜插或者插錯對端子的損害，極端情況下會導致端子“炸開
展開 
新能源用塑料連接器內部塑膠芯仿真
故其使用過程中有如下各項載荷情況：
1.塑膠芯內部裝PIN針，工況一
2.塑膠芯外部裝卡爪，工況二
3.塑膠芯的內部PIN針的保持力，工況三
4.塑膠芯的外部卡爪的保持力，工況四
塑膠芯的材料為PA66+25GF。
工況一：應力達190Mpa，超標，需改善；
工況二：應力達206Mpa，超標，需改善
發現原始設計不能夠滿足要求后，優化結構，對優化后結構重新進行分析。
內部卡爪仿真：
工況一：應力達166Mpa，滿足要求。
工況三：應力達181Mpa時，插入力7N，保持力達770N，滿足要求。
外部卡爪仿真：
工況二：應力達161Mpa，滿足要求。
工況四：插入力45N,無外部屏蔽彈片時，應力達174Mpa時，保持力達306N，滿足要求。
故可知，優化后的設計滿足各種要求。
展開 全自動插拔力試驗機簡介及應用
</li></ul><h1><strong>慧通測控全自動插拔力試驗機介紹</strong></h1><p class="ql-align-center"><img src="https://q8.itc.cn/images01/20250522/44e3f46eb22b488a84268478e4d412ad.png" height="264" width="640"></p><blockquote>產品型號： <a href="https://www.whirltone.com" rel="noopener noreferrer" target="_blank">全自動插拔力試驗機WH-1207-5S</a></blockquote><blockquote>測試對象：適用于各種連接器的插入力及拔出力測試</blockquote><blockquote>技術參數</blockquote><blockquote>工位數：5</blockquote><blockquote>傳感器：2kgf、5kgf、10kgf、20kgf、50kgf（任選其一）</blockquote><blockquote>荷重解析度：1/100000</blockquote><blockquote>傳感器精度：±0.2%</blockquote><blockquote>行程解析度：0.001</blockquote><blockquote>喉深：150mm</blockquote><blockquote>兩工位間距：200mm</blockquote><blockquote>Z軸有效行程：1000mm</blockquote><blockquote>行程精度：±0.02mm</blockquote><blockquote>測試速度：1~300mm/min（option 1~1000mm/min）</blockquote
展開 汽車連接器標準QC／T-1067解析
連接器標準QC／T-1067對連接器機械性能的定義
目前連接器標準中機械性能主要集中在以下幾點：端子本身的抗彎強度；端子與端子之間的插拔力；端子與連接器之間的插入力、保持力、止推力、極化實驗；連接器與連接器之間的插入力、分離力、解鎖力、極化實驗；連接器端子二次鎖（TPA） 裝配力、保持力；連接器二次鎖止結構（CPA）裝配力、保持力；連接器助力結構機械強度；連接器固定結構機械強度；密封圈的保持力；板端插針保持力。
表5 QC／ T-1067標準20項機械性能實驗項目
連接器標準QC／T-1067對連接器電性能的定義
連接器電性能主要是端子之間的微電流接觸電阻、電壓降性能；連接器本身的絕緣電阻、絕緣介電強度，這些性能主要在后期的連接器環境性能中配合著組合實驗一并驗證。同時對于端子本身性能優缺點，標準中還分別定義有最大載流能力與1008h電流循環性能，該性能將作為端子耐久性能的重要參考依據。
連接器標準端子接觸電阻與電壓降在標準中的定義
標準中對電壓降的要求，無論哪種規格的連接器端子都要求插頭、插座之間通過有效接觸后，電壓降不超過50mV。
表6 QC／ T-1067接觸電阻、電壓降定義
注：在任何情況下，連接器總電阻不能超過20mΩ。
連接器絕緣電阻與絕緣介電強度在標準中的定義
絕緣電阻是為了保證在連接器里面相鄰的2個端子之間有一定的電絕緣性，絕緣介電強度是為了驗證連接器本身的電氣絕緣性能。①絕緣電阻：在500V電壓，相鄰端子之間絕緣電阻≥100MΩ；②絕緣介電強度：在交流1000V、直流1600V電壓下，持續1min相鄰端子之間以及端子與連接器塑料外殼之間不能有介質斷裂或擊穿現象，電流泄露≤1mA。
展開 CAE在連接器插拔力分析中的應用
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，其大小影響連接器使用的手感與其連接器內部設計的結構。依據EIA-364-13C（國際電氣協會插拔力測試規范）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，為進一步改進結構設計提供了理論依據，為連接器行業在提高可靠性、降低產品的損壞率、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做的插拔力項目分析。
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