電連接器
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-20
電連接器的實例教程
來源：newmaker
電連接器及其組件是航天系統工程重要的配套接口元件，散布在各個系統和部位，負責著信號和能量的傳輸。其連接好壞，直接關系到整個系統的安全可靠運行。由電連接器互連組成各種電路，從高頻到低頻、從圓形到矩形、從通過上百安培的大電流連接器到通過微弱信號的高密度連接器、從普通印制板連接器到快速分離脫落等特種連接器，幾乎所有類型品種的電連接器在航天系統工程中都得到了大量應用。
例如某型號地面設備就使用了各種電連接器400套。任何一個電連接器接點失靈，都將導致航天器的發射和飛行失敗。戰術導彈彈體內的導引頭、戰斗機、發動機、自動駕駛儀等關鍵部件，都是通過由電連接器為基礎器件，使成百上千個接點的電纜網組成一個完整的武器互連系統，一個接點出現故障，即會導致整個武器系統的失效。
一、航天電連接器的可靠性分析
電連接器的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性兩方面。圖1列出了影響電連接器可靠性的主要因素。
1．固有可靠性
電連接器的固有可靠性一般是指電連接器制造完成時所具有的可靠性，它取決于電連接器的設計、工藝、制造、管理和原材料性能等諸多因素。電連接器制作完成后，其失效模式和失效機理已固定，因此只有在可靠性設計的基礎上，保證生產線上嚴格采取可靠性技術措施（如生產工藝的嚴格控制、生產環境條件的控制、各工序過程中的質量檢測等），才能保證電連接器的固有可靠性。
(1)設計可靠性
①合理選材
選材是保證電連接器電性能和可靠性的重要前提，電連接器所用材料決定了工作溫度上限，而起決定作用的是絕緣材料、環境密封電連接器所用的密封材料、膠粘材料、殼體和接觸件所用材料等。材料選用涉及連接器的力學、電氣、環境等性能要求和材料本身的理化性能等。其中材料熱學性能（耐熱溫度、熱導率、高溫強度及熱變形等）是設計必須考慮的主要因素。
展開 隨著新能源汽車的崛起，電連接、馬達等核心部件的連接器也在迅猛發展，2025年市場規模預計達數百億元，同比增長率超20%；區別于傳統的3C行業連接器，新能源領域的連接器一般都是含銅排或者鋁排的塑膠零部件，塑膠材料以PA6/PA66/ PBT/PPA/PPS為主，一般含30%左右的玻纖材料，由于工作環境比較惡劣，隨著應用經驗的積累，現在此類零部件開發過程的大都要進行冷熱沖擊試驗，從-40°到150°不等，循環次數50+，一般在200次左右，這對產品的設計、材料的選型、塑膠注塑工藝等的開發提出了更高的要求。
因為塑膠材料和銅/鋁的熱膨脹系數差異較大，比如PA6兩者的差異最大能到10倍左右，PPS略好在1.5-3倍，如果基體材料不添加玻璃纖維或者彈性體及增韌劑做改性，冷熱沖擊試驗的過程，塑膠有開裂風險；
如何有效的預測此類產品是否會在冷熱沖擊過程中有開裂風險是目前行業的一大痛點，傳統的開發過程，需要在樣件階段進行冷熱沖擊物理試驗，如果試驗開裂，結構變更、模具變更、材料變更等周期長，成本高，如果在開發前期，通過CAE仿真的對產品結構、注塑工藝、材料選型等進行仿真計算，精確的預測開裂風險，可以有效的降低產品后期的變更風險，節省成本并縮短開發周期。
筆者在新能源電連接器領域深耕10年+，此領域CAE仿真分析的方法和過程經過多次迭代，基于最新的仿真分析方法，分析過程主要考慮的因素有：
a. 不同材料之間的接觸界面,
b. 注塑后塑膠收縮的殘余應力、
c. 注塑后玻纖分布、
d. 注塑后熔接線
e.
展開 電連接器及其組件是產品重要的接口元件，尤其針對復雜系統而言，如航天系統，電連接器散布在各個系統和部位，負責著信號和能量的傳輸。其連接好壞，直接關系到整個系統的安全可靠運行。由電連接器互連組成各種電路，從高頻到低頻、從圓形到矩形、從通過上百安培的大電流連接器到通過微弱信號的高密度連接器、從普通印制板連接器到快速分離脫落等特種連接器，電連接器質量與可靠性也有自身的”江湖“，不能忽視。
產品質量是指產品能夠滿足使用要求所具有的屬性，即適用性。無論簡單的產品，還是復雜的產品，都可把適用性或用戶的要求歸納為六個基本目標；即技術性能、可靠性、安全性、適應性、經濟性和時間性。表 1 列出了電連接器產品質量特性的要求內容。
表 1 電連接器產品質量特性的要求內容
電連接器產品質量一致性，可理解為這六個質量特性波動性的大小程度。波動性小、一致性好，使用可靠性高。反之，波動性大、一致性差，使用可靠性低。可靠性是表征電連接器產品質量的重要特性之一。它是指產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。在這個定義里，所謂規定條件，包括產品所處的環境條件、負載大小、工作方式和使用方法等。
上述六項波動因素在不同的條件下，對產品質量的影響亦不同。作為質量管理的主要任務之一，就是要穩定由于偶然性原因造成的隨機波動或誤差，消除由于異常原因造成的系統波動或誤差。
電連接器技術性能指標和可靠性指標既有聯系又有區別。產品不可靠，技術性能再先進也得不到發揮；反之、若技術性能十分低劣，產品的可靠性也就無從談起。同一電連接器產品依據不同標準檢驗，由于技術指標規定值的不同，會有不同的可靠性評價結果。低標準判為可靠的產品，按高標準評價可判為不可靠。一般情況下，連接器產品使用溫度越高、額定負載越大，可靠性就越低。
展開 問題描述：
對圖1所示的某電子連接器端子件的工況變形進行受力分析，詳細演示整個建模流程。圖1所示的端子鈑金件，其厚度為0.2mm，寬度為0.5mm，所用材料為C7025-TM00。當其工作時，根部面固定，
接觸頂部沿－Y方向位移0.5mm。為方便劃分網格減少求解時間，采用圖1所示中性面幾何（殼單元）建模。
圖1 電子連接器端子件結構
iSolver可以基于ABAQUS完成有限元模型的前后處理工作。靜力學分析的基本步驟如下。
（1）建立幾何模型。
（2）定義材料屬性。
（3）進行模型裝配。
（4）定義分析步。
（5）施加邊界條件和載荷。
（6）定義作業，求解。
（7）結果分析。
操作：
創建幾何部件：
圖2 創建幾何
圖3 賦予材料屬性
定義輸出：
圖4 定義輸出
設置邊界條件及載荷：
圖5 設置邊界條件及載荷條件
采用S4R單元劃分網格：
圖6劃分網格
分別采用Abaqus和iSolver求解器進行計算。
展開 連接器的基本性能可分為三大類：即機械性能、電氣性能和環境性能。
1．機械性能 就連接功能而言，插拔力是重要地機械性能。
插拔力分為插入力和拔出力，兩者的要求是不同的。在有關標準中有最大插入力和最小分離力規定，這表明，插入力要小，而分離力若太小，則會影響接觸的可靠性。
另一個重要的機械性能是連接器的機械壽命。機械壽命實際上是一種耐久性指標，在國標GB5095中把它叫作機械操作。它是以一次插入和一次拔出為一個循環，以在規定的插拔循環后連接器能否正常完成其連接功能作為評判依據。連接器的插拔力和機械壽命與接觸件結構接觸部位鍍層質量以及接觸件排列尺寸精度有關。
QCT 1067-2017對連接器機械性能的相關要求及實驗方法
2．電氣性能 連接器的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電強度。
① 接觸電阻 高質量的電連接器應當具有低而穩定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數十毫歐不等。
② 絕緣電阻 衡量電連接器接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標，其數量級為數百兆歐至數千兆歐不等。
③ 抗電強度 或稱耐電壓、介質耐壓，是表征連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗電壓的能力。
④ 其它電氣性能。電磁干擾泄漏衰減是評價連接器的電磁干擾屏蔽效果，電磁干擾泄漏衰減是評價連接器的電磁干擾屏蔽效果，一般在100MHz~10GHz頻率范圍內測試。對射頻同軸連接器而言，還有特性阻抗、插入損耗、反射系數、電壓駐波比等電氣指標。
展開 
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筆者在新能源電連接器領域深耕10年+，此領域CAE仿真分析的方法和過程經過多次迭代，基于最新的仿真分析方法，分析過程主要考慮的因素有：
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b. 注塑后塑膠收縮的殘余應力、
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e.
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第 9 篇：上承式公路拱橋
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第 10 篇：單自由度振動隱式動力學
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第 11 篇：電連接器端子變形分析
VR等；
5、儲能產品：便攜式儲能產品，移動電源，家用儲能產品，戶外電源等；
6、車載電子：汽車導航、車載影音系統、無人駕駛技術、抬頭顯示器、行車記錄儀、倒車雷達、車載充電器、車載凈化器、車載吸塵器、車載冰箱等；
7、相關電子元器件: USB PD、Type-C及各類電子接插件、攝像頭模組、紅外熱像儀、紅外熱成像模組、PCB、電池、IC芯片、儲存卡、微特電機、傳感器、繼電器
三角桁架結構分析
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第 11 篇：電連接器端子變形分析
連接器可能只是表示內部模塊之間數據或信息的傳送，也可以是具體的有實物的連接器產品，如電連接器、機械連接器等。
（6）參與屬性(participant properties)
當連接器的類型是一個關聯模塊的時候，連接器兩端連接的部件，對于連接器的類型：關聯模塊來說是“參與屬性”。下圖說明了一個關聯模塊中“參數屬性”的例子。
電連接器端子變形分析
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