拔出力
關注創(chuàng)建者：Leon_sun 創(chuàng)建時間：2020-04-08
拔出力的視頻教程
基于RADIOSS的卡子裝配力分析
第4章 拔出力分析 基于卡扣插入力的結果，進行卡扣拔出力分析，涉及卡扣斷裂模式參數的設置，結果的評判等。 并講解卡扣插入力與拔出力的影響因子（主要從結構方面進行講解），以便增大或減小插入力或者拔出力。
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拔出力的實例教程
Kourkoulis；
標題為：A parametric study of cylindrical pedicle screw design implications on the pullout performance using an experimentally validated finite-element model
此文系統(tǒng)研究了螺紋主要參數：包括牙傾角、牙高、牙尖寬、螺距、內徑、外徑等對椎弓根釘拔出力的影響。
主要結論如下：1，試驗測得的CDH7.5,CDH6.5 和 TL-Java5 螺釘的拔出力分別為：438±2, 382±3 and 315±4N；
2，有限元模擬結果與試驗結果吻合較好，二者的差距小于0.1%；
3，通過有限元模擬得出了拔出力隨外徑變化的公式，拔出力隨牙傾角變化的公式；
4，牙傾角為-5°和5°時，牙高由0.5至0.75mm變化時，拔出力增加；
5，當螺距由1.89至2.7mm變化時，拔出力逐漸減小；
6，給出了拔出力關于螺距和螺紋圈數的函數關系式。
【Chatzistergos P E, Magnissalis E A, Kourkoulis S K. A parametric study of cylindrical pedicle screw design implications on the pullout performance using an experimentally validated finite-element model[J].
展開 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(yōu)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 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 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(qū)域的圓形表面，難以實現(xiàn)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(yōu)設計。
容差分析
在連接器優(yōu)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(yōu)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(xiàn)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(tài)分布特征。幾何參數的基準值是之前直接優(yōu)化得到的最優(yōu)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(tài)分布統(tǒng)計值列表
表1列出了最大插入力和最大拔出力的正態(tài)分布統(tǒng)計值。
展開 進而，研究人員建立了吸附模式分區(qū)圖，給出了界面增強/減弱的臨界粗糙度，并揭示了吸附增強/減弱的力學機理（圖2c）。當表面粗糙度較小時，在拔出過程中接觸區(qū)內出現(xiàn)起伏狀壓強分布，使得拔出力增大；而當表面粗糙度較大時，由于粘著應力存在上限，在拔出過程中局部界面出現(xiàn)空化，形成吸附屏蔽區(qū)，使得拔出力減小。這些認識表明在后續(xù)發(fā)展粗糙表面吸附接觸的簡化模型時，必須放棄緊密接觸條件，并約束粘著應力的最大取值。
圖2表面粗糙度對拔出時吸附接觸行為的影響：(a)拔出力、(b)表面間距分布和(c)壓強分布
該研究不僅系統(tǒng)地揭示了表面粗糙度對界面吸附行為的影響機制，還為吸附接觸力學模型研究提供了新思路。論文通訊作者為鄭志軍副教授。論文第一作者朱玉東自本科開始研究Guduru問題，獲得中國科學技術大學2018年度校級優(yōu)秀畢業(yè)論文獎，并保送碩博連讀，現(xiàn)為博士研究生。
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可見，仿真與實驗結果在拔出力上升段吻合較好，只是由于在材料屬性設置中只模擬了松質骨的屈服，沒有模擬由于骨小梁斷裂引起的松質骨失效，所以仿真得出的拔出力-位移曲線沒有失效后的下降過程，但這并不妨礙本文提出的仿真模型對于椎弓根釘拔出強度的預測。
在實際工程中，汽車前懸架下控制臂存在前后襯套的軸向力過大而拔出，外端球頭的拔脫力及擠壓力過大而拔脫或擠壓破壞的情況等，這些都將影響汽車的行車安全和正常行駛。因此，本文將在不同典型工況下對這些關健零部件進行受力分析。
，一般與鈑金的干涉量設置為3.5 mm，距離最近的鈑金面距離為3 mm，保證拔出力大于70 N的普遍要求。
3 如何求得壓入力或拔出力？
對于小過盈或過渡配合，通常使用壓力機等設備壓入軸，圓柱銷通過拔銷器拔出。我們較關心在一定的過盈下，壓入力或拔出力至少需要多大。這是通過在過盈計算的基礎上，對軸或環(huán)施加軸向強制位移，通過查看位移的支反力求得最小壓力/拔出力。
實例2 在實例1的基礎上計算銷軸的拔出力或壓入力。
Step1 邊界條件與分析設置。
我們知道，筆蓋上的觸點數目和筆體材料厚度是決定筆蓋拔出力的關鍵因素，因此設計通常關注筆蓋和筆體之間設計一些相互配合的卡槽結構來提供所需的拔出力。另外，模型中的基本尺寸參數如表1所示。
接觸件在插入和拔出時為克服彈性接觸產生的阻力所需要的力，稱為接觸件插入力和 拔出力，根據胡克定律，當接觸壓力越大，為克服彈性接觸產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 。
連接器和/或端子，循環(huán)配合實驗
2.端子至端子的嚙合力和分離力實驗
2.端子彎曲阻力實驗
3.連接器/端子插入拔出力實驗
4.屏蔽端子環(huán)保持實驗
5.屏蔽端子絕緣電阻測試
6.干電路電阻測試
7.電壓降測試
8. 最大測試電流容量的測試
9. 1008小時的電流循環(huán)實驗
10. 混合部件的嚙合/分離力
11.振動/機械沖擊實驗
12.
試驗項目包含端子間的保持力、端子在接插件中的拔出力、電壓降、接插件尺寸檢查、接插件間插拔力、接觸電阻、振動試驗、防水性能等。
將通過等功能替代試驗的連接器替代方案搭載在試驗樣車上進行路試，對其可靠性進一步檢驗。最終將根據通過試驗的等功能替代連接器方案的成本情況，將其納入平臺化矩陣中，在不同價格區(qū)間的車型項目上對應使用。
試驗項目包含端子間的保持力、端子在接插件中的拔出力、電壓降、接插件尺寸檢查、接插件間插拔力、接觸電阻、振動試驗、防水性能等。將通過等功能替代試驗的連接器替代方案搭載在試驗樣車上進行路試，對其可靠性進一步檢驗。最終將根據通過試驗的等功能替代連接器方案的成本情況，將其納入平臺化矩陣中，在不同價格區(qū)間的車型項目上對應使用。
