汽車線束失效
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-21
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汽車線束失效的實例教程
這些細節可以概括為如下幾點：①一般產品失效的相應根因分析；②失效的特征參數與失效判據；③失效發生的工作環境與條件。
本節在明確汽車線束所有已知或潛在失效模式及失效機理的基礎上，給出加速試驗設計所需的一些關鍵性技術細節，輔助完成汽車線束量化可靠性評價與壽命評估等工作內容。
汽車線束主要由銅制接插件、塑料護套和電線等組成，插接件與電線壓接后安裝在塑料護套內，電線以線束捆扎、膠帶包裹構成，如圖1 所示。電線束在整車中的作用是將電氣系統的電源信號和數據信號進行傳遞和交換，實現電氣系統的功能和要求。汽車線束應用于汽車各個部位，有處于高溫環境下的發動機機艙里，有處于沙塵、水和泥漬等惡劣環境的底盤下，有處于汽車前后門及行李后蓋的彎折處等等，汽車線束在這些復雜嚴苛的環境中長期工作，可能面臨各種失效的發生。
因此，研究汽車線束的失效模式和失效機理對于預防汽車線束的失效發生具有重要作用。如前所述，汽車線束主要由銅制接插件、塑料護套和電線這3 類組成，關于汽車線束的FMMEA 匯總如表1 所示。
2 加速試驗設計方案
從汽車線束FMMEA 可以看出，對汽車線束影響最大的部位為銅制接插件和電線，此類失效屬于汽車線束的功能性失效，輕者影響汽車某個功能的使用，重者危害汽車駕駛員的安全。因此，需要重點關注銅制接插件和電線在實際使用過程中的失效情況。
為了量化估計車線束的疲勞壽命，則需設計量化的加速試驗方案，如前所述，重點考慮汽車線束的銅制接插件和電線的失效，其對應的失效機理分別為腐蝕磨損、材料疲勞和材料老化，根據各失效機理分別建立對應的失效物理模型。
展開 汽車線束系統是連接蓄電池和各電器元件的主要載體。且在整車零部件中是相對薄弱、易損壞的零件。本文基于整車線束失效解決案例，對線束系統引起的整車失效問題進行系統的歸納總結，并提出基于PDCA有效的改進措施，提高了汽車線束布置與走向設計的穩健性，降低失效頻率。
引 言
線束是汽車的神經網絡系統，在整車的運行中傳遞電壓、信號及大量的數據，圖1為各用電器線束連接示意圖。特別是在互聯網、大數據背景下，這就要求線束載體不僅僅起到通斷作用，對數據的傳輸速率及響應能力提出了較高的要求，同時由于線束的物理布置空間有限，對其失效性和售后返修帶來較大的挑戰。
由于汽車安全性、舒適性及環保要求不斷提高，汽車上電路數量與用電量顯著增加，從而使整車線束成倍增加，在有限汽車空間中如何有效合理布置已成為汽車制造業面臨問題。本文結合汽車生產中產生的線束失效問題進行歸納總結、整理，并提出了有效的改善方案，為汽車線束的設計及布置起到一定指導作用。
汽車線束布置及失效方式
2.1 汽車線束布置方式簡介
隨著車輛安全、智能、舒適性的發展，傳感器、攝像頭及ECU占據了一定的空間，從而造成線束的布置空間越發狹小，同時功能的增加意味著導線數量及體積不斷增大。整車可裝拆性、運輸便利性等也對線束提出了高要求。
展開 汽車線束系統是連接蓄電池和各電器元件的主要載體。且在整車零部件中是相對薄弱、易損壞的零件。本文基于整車線束失效解決案例，對線束系統引起的整車失效問題進行系統的歸納總結，并提出基于PDCA有效的改進措施，提高了汽車線束布置與走向設計的穩健性，降低失效頻率。
引 言
線束是汽車的神經網絡系統，在整車的運行中傳遞電壓、信號及大量的數據，圖1為各用電器線束連接示意圖。特別是在互聯網、大數據背景下，這就要求線束載體不僅僅起到通斷作用，對數據的傳輸速率及響應能力提出了較高的要求，同時由于線束的物理布置空間有限，對其失效性和售后返修帶來較大的挑戰。
由于汽車安全性、舒適性及環保要求不斷提高，汽車上電路數量與用電量顯著增加，從而使整車線束成倍增加，在有限汽車空間中如何有效合理布置已成為汽車制造業面臨問題。本文結合汽車生產中產生的線束失效問題進行歸納總結、整理，并提出了有效的改善方案，為汽車線束的設計及布置起到一定指導作用。
汽車線束布置及失效方式
2.1 汽車線束布置方式簡介
隨著車輛安全、智能、舒適性的發展，傳感器、攝像頭及ECU占據了一定的空間，從而造成線束的布置空間越發狹小，同時功能的增加意味著導線數量及體積不斷增大。整車可裝拆性、運輸便利性等也對線束提出了高要求。
展開 汽車線束應用于汽車各個部位，有處于高溫環境下的發動機機艙里，有處于沙塵、水和泥漬等惡劣環境的底盤下，有處于汽車前后門及行李后蓋的彎折處等等，汽車線束在這些復雜嚴苛的環境中長期工作，可能面臨各種失效的發生。因此，研究汽車線束的失效模式和失效機理對于預防汽車線束的失效發生具有重要作用。如前所述，汽車線束主要由接插件、塑料護套和電線這3類組成，關于汽車線束的FMMEA匯總如表1所示。
2加速試驗設計方案從汽車線束FMMEA可以看出，對汽車線束影響最大的部位為接插件和電線，此類失效屬于汽車線束的功能性失效，輕者影響汽車某個功能的使用，重者危害汽車駕駛員的安全。因此，需要重點關注接插件和電線在實際使用過程中的失效情況。
為了量化估計汽車線束的疲勞壽命，則需設計量化的加速試驗方案，如前所述，重點考慮汽車線束的接插件和電線的失效，其對應的失效機理分別為腐蝕磨損、材料疲勞和材料老化，根據各失效機理分別建立對應的失效物理模型。
1）腐蝕磨損：采用粘著磨損模型
[
（1）式中：Q—接觸表面的黏著磨損量，cm3；
W—接觸面法向載荷，N；
σy—兩磨損面中較軟材料的屈服極限，Pa；
K—黏著磨損系數，cm/（N·m）；
L—磨損滑動的距離（m）、與移動速度v（m/s）和時間t（s）有關，L=vt。
2）材料疲勞：S-N曲線[4]lg（S）=A+Blg（N） （2）
式中：A、B—材料參數；S—應力；
N—疲勞壽命（循環次數）。
3）材料老化：Arrhenius公式
[5] （3）式中：k—速率常數；R—摩爾氣體常量8.31 J/（mol·K）；T—熱力學溫度（K）；Ea—表觀活化能（J/mol）；A—指前因子（也稱頻率因子）。
主要針對電線的材料疲勞和材料老化失效機理量化設計加速方案。
展開 汽車線束應用于汽車各個部位，有處于高溫環境下的發動機機艙里，有處于沙塵、水和泥漬等惡劣環境的底盤下，有處于汽車前后門及行李后蓋的彎折處等等，汽車線束在這些復雜嚴苛的環境中長期工作，可能面臨各種失效的發生。因此，研究汽車線束的失效模式和失效機理對于預防汽車線束的失效發生具有重要作用。如前所述，汽車線束主要由接插件、塑料護套和電線這3類組成，關于汽車線束的FMMEA匯總如表1所示。
2加速試驗設計方案從汽車線束FMMEA可以看出，對汽車線束影響最大的部位為接插件和電線，此類失效屬于汽車線束的功能性失效，輕者影響汽車某個功能的使用，重者危害汽車駕駛員的安全。因此，需要重點關注接插件和電線在實際使用過程中的失效情況。
為了量化估計汽車線束的疲勞壽命，則需設計量化的加速試驗方案，如前所述，重點考慮汽車線束的接插件和電線的失效，其對應的失效機理分別為腐蝕磨損、材料疲勞和材料老化，根據各失效機理分別建立對應的失效物理模型。
1）腐蝕磨損：采用粘著磨損模型
[
（1）式中：Q—接觸表面的黏著磨損量，cm3；
W—接觸面法向載荷，N；
σy—兩磨損面中較軟材料的屈服極限，Pa；
K—黏著磨損系數，cm/（N·m）；
L—磨損滑動的距離（m）、與移動速度v（m/s）和時間t（s）有關，L=vt。
2）材料疲勞：S-N曲線[4]lg（S）=A+Blg（N） （2）
式中：A、B—材料參數；S—應力；
N—疲勞壽命（循環次數）。
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???♂? 本期精選提問
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1 汽車線束簡介
汽車線束的作用是將蓄電池或者發電系統產生的電能傳遞到用電設備，同時擔任整車信號等數據傳輸的作用
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因此，研究汽車線束的失效模式和失效機理對于預防汽車線束的失效發生具有重要作用。如前所述，汽車線束主要由接插件、塑料護套和電線這3類組成，關于汽車線束的FMMEA匯總如表1所示。
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