一种电连接器接触件疲劳寿命计算方法

技术领域

本发明涉及疲劳寿命计算方法，具体涉及一种电连接器接触件疲劳寿命计算方法。

背景技术

电连接器是用于连接电气线路的机电元件，在大部分设备中得到广泛的应用，实现信号传输的功能，接触件的疲劳寿命的可靠性是机械设备可靠性的一个重要方面，对电连接器接触件的疲劳寿命的计算对于提高电连接器的可靠性具有重要意义。计算电连接器接触件疲劳寿命通常采用的是加速寿命退化实验来计算接触件的疲劳寿命。加速寿命退化实验寿命数据收集处理比较方便，方法比较成熟、完善，但是可靠性预测精度不够高，性能参数的选择、失效判据的选取等对结果影响较大，在对接触件的结构优化分析中，往往需要兼顾求解速度与计算精度两个方面,传统方法难以满足要求。因而，快速准确的求解接触件疲劳寿命是对电连接器产品性能进行分析、优化的前提。而目前计算电连接器接触件接触性能时无法兼顾求解速度与计算精度的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电连接器接触件疲劳寿命计算方法，以为开展电连接器接触寿命验证试验时对接触件施加的应力提供准确的范围。

本发明为解决上述技术问题而提供一种电连接器接触件疲劳寿命计算方法, 该方法的步骤如下：

1)选定450系列多用途弹簧电连接器通用接触件插针插孔为研究对象，并构建插针插孔参数化模型；

2)将模型导入ABAQUS中进行单次插拔过程中的接触性能分析，得到有限元分析结果；

3)选择适应于求解韧性材料疲劳寿命的Brown-Miller临界平面法建立插针插孔结构的疲劳寿命评估模型；

4)将步骤2)中的有限元分析的结果导入到FE-SAFE软件中，以接触件单次插拔过程中接触性能为边界条件对接触件进行疲劳寿命计算。

2、按照权利要求1所述的一种电连接器接触件疲劳寿命计算方法，其特征在于，所述步骤3)中Brown-Miller应变寿命方程如下：

式中，E——弹性模量；Δγ

对于弹性问题，材料的泊松比v＝0.34，Δγ

将以上参数值代入式(1)可得Brown-Miller应变-寿命方程为：

考虑到插孔在插拔过程中承受应力的不均匀性，需要用Morrow平均应力修正法对应力进行修正。设平均正应力为σ

进一步的，所述步骤4)中的对接触件插孔进行疲劳寿命求解，采用Seeger 算法近似估算接触件锡青铜材料的疲劳性能接触件疲劳算法选择Brown Miller-Morrow算法。

进一步的，所述步骤2)中进行有限元分析时，按照电连接器接触件的材料属性进行定义，网格划分时选择C3D10M四面体单元。

进一步的，基于接触件插孔材料裂纹的萌生准则，FE-SAFE软件计算过程的参数设置如下

FE-SAFE计算过程的参数设置

本发明的有益效果为：

本发明首选通用型电连接器接触件为模型，可以适用于大部分电子设备中；然后提出多软件联合仿真分析疲劳寿命，可以避免在加速寿命退化实验中因为性能参数的选择、失效判据的选取等对可靠性预测的精度产生影响，并为加速退化寿命实验提供可靠的性能参数和失效判据；快速准确的得到接触件疲劳寿命，可以准确的对电连接器进行分析、优化。

附图说明

图1是本发明多软件联合仿真分析电连接器接触件疲劳寿命计算方法的流程图；

图2是插孔疲劳寿命的对数云图；

图3是S-N曲线图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

实施例：

本发明提出的多软件联合仿真分析电连接器接触件疲劳寿命计算方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一，接触件几何建模：选定450系列多用途弹簧电连接器通用接触件插针插孔为研究对象，并构建插针插孔参数化模型，根据450系列多用途弹簧电连接器通用件的二维平面图纸可以看出，该插针是一个对称体，只要画出该插针的平面图，然后经过旋转就能够得到插针的三维模型。

缩孔要求为：(1)用

步骤二，将模型导入ABAQUS中进行单次插拔过程中的接触性能分析，得到有限元分析结果，具体步骤如下：

网格划分：将步骤1)中的插针插孔三维配合模型导入ABAQUS中进行单次插拔过程中的接触性能分析，将插针插孔三维配合模型导入ABAQUS中进行有限元分析。进行有限元仿真分析时，网格划分时选择C3D10M四面体单元。由于插孔端部进行了缩孔，当插针插入插孔时接触件之间的接触类型为面面接触。无润滑条件下，接触件之间的摩擦系数设为0.13。

施加边界条件和载荷：接触类型选为面面接触，施加的边界条件为：第一次插拔过程中的应力应变云图。

设置材料属性：插针与插孔的材料属性，按照电连接器接触件材料属性的定义，如表1所示。摩擦系数为0.13，表面粗糙度为0.25-0.6μm；

表1接触件材料特性

步骤三：求解材料疲劳性能：

选择适应于求解韧性材料疲劳寿命的Brown-Miller临界平面法建立插针插孔结构的疲劳寿命评估模型；Brown-Miller应变寿命方程左边以剪切应变幅值和法向应变幅值表示，则可得到Brown-Miller应变寿命方程如下式(1)所示：

式中，E——弹性模量；Δγ

对于弹性问题，材料的泊松比v＝0.34，Δγ

将以上参数值代入式(1)可得Brown-Miller应变-寿命方程为：

考虑到插孔在插拔过程中承受应力的不均匀性，需要用Morrow平均应力修正法对应力进行修正。设平均正应力为σ

根据锡青铜材料的屈服应力σ

步骤四：首先建立载荷谱，将前面的分析应力应变的过程按照时间顺序导入FE-SAFE的Block模块中。

然后指定损伤累计规则及求解，所说的指定损伤规则为：10000次直至出现疲劳破坏。

表2：FE-SAFE计算过程的参数设置

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。