军用航空电连接器接触性能评估问题探讨

军用航空电连接器接触性能评估问题探讨

黎匡磊 1 林坚 2 黄俊霖 2

国营长虹机械厂 广西桂林市 541002

摘要：现如今我们已经迈入了一个电子科技的时代，在这个时代当中，电连接器有着非常重要的作用，在任何一种电子产品当中都需要信号传输以及信号控制，而电连接器就是完成这项工作的一个非常关键的部件。一个复杂的系统需要上千个甚至更多的电连接器来共同工作，保证整个系统之间的信号传输。所以说电连接器的可靠性直接影响着整个系统的可靠性。电连接器的可靠性问题现在已经成为了国内外热议的一个重点话题。

关键词：电连接器；接触性能评估

在军事工业当中出现最早的行业就是兵器工业，兵器工业也是国防科技当中的一个支柱行业。现如今，各国都在不断的增强自身的军事实力。依据数据可以发现在2009到2013年时，国际间的武器交易数量要比2004年到2008年时高出了14%。2009年到2013年，世界军火进口最多的五个国家全都是亚洲国家。党的十八大报告已经明确地指出，我国必须要建设一个和国家安全以及发展相对应的强大的军队，这是我国发展过程当中的一个战略性的任务，因此在长期以来我国的军费预算都将保持快速的递增，预计2020年会达到两万亿元左右。在现代化的武器当中，基本上都需要使用到信号的传输，而电连接器是完成这一项工作的重要部件。每一个复杂的武器系统都需要许多电连接器来保证其各个子系统能够互相完成信号的传输。所以电连接器的效能直接影响了整个系统。

1、电连接器的基本构件

1.1接触件

接触件在电连接器当中相当于一个核心零件。又可以将其分为两种类型，一种是阳性接触件，另外一种是阴性接触件。一个阳性接触件和一个阴性接触件可以构成一对接触对。在一对接触对当中，一个是弹性接触件，另外一个是刚性的接触件，一般来说阳性接触件是刚性的，而阴性接触件是弹性的，但是也有例外情况。阳性接触件一般将其通称为插针。插针主要是由黄铜或者是磷青铜制成的。阴性的接触件统称为插孔。在插针和插孔连接的时候会产生一定的接触力。为了能够保持更好的接触状态，一般来说插孔会使用磷青铜或者是锡青铜来制作。在众多插孔当中，比较优良的结构要属双曲面线簧插孔以及冠簧插孔。

1.2绝缘体

绝缘体在电连接器当中主要起到的作用是支撑以及固定接触键。绝缘体可以把接触件固定在一个规定好的位置上面，并且让各个接触件之间跟外壳保持足够的距离。可以保证信号能够在系统当中完整的传递出去。绝缘体的材料需要绝对良好的绝缘性和耐电压性，同时还需要保证比较容易加工。

1.3外壳

对于一个电连接器来说，其外壳指的就是整个电连接器的外罩。从机械功能上来看，外壳的主要作用就是为了能够保护好绝缘体和接触件。同时也能够保证插头以及插座能够对准。从电器功能上来看，外壳有一定的屏蔽作用。外壳的制作一般采取铝合金加工，主要的工艺是机加或者是冷挤。

2、电连接器的基本性能

机械性能

（1）插拔力。对于一个电连接器来说，其插拔力是非常重要的一个机械性能。插拔力主要分成两部分，一部分是插入力，另外一部分是分离力。指的就是接触件的插接以及接触件的分离。插针需要克服的主要的困难就是弹性变形以及弹性变形所带来的摩擦力。在插入的时候，插针不仅仅需要克服摩擦力的问题，还需要克服其插孔的弹性变形，所以一般来说插入力要比分离力更大。在国军标当中，已经对各种类型的接触件的插入力以及分离力定下了明确的要求。

（2）机械寿命。机械寿命指的就是电连接器的耐久性。随着插针以及拔针的次数的不断增加，无论是插孔还是插针都会因为不断的接触而出现松弛或者是磨损的现象。二者一旦出现磨损，就会使其电阻增加，这样电连接器的可靠性就会不断的降低。连接器的插拔力和机械寿命都跟接触部分的质量以及接触件的排列尺寸有着一定的联系。除了上述所说以外，连接器的机械性能还包括其他方面，比方说接触件的固定性以及绝缘板的安装。

3、电连接器结构参数对接触性能的影响

电连接器接触件的尺寸以及加工的精度都会对插针和插孔的接触压力产生非常重要的影响。我们通过限元分析手段就可以对其各项参数进行分析，并且能够分析出其对接触性能会产生怎样的影响，找到影响的关键参数，并且可以对这些关键参数进行结构性的改造。在评估电连接器会对接触性能造成怎样的影响的时候，我们可以通过导入不同结构的参数的三维模型来对比。以此来推断出不同的参数会对接触性能造成怎样的影响。在实际的检验过程当中，插拔力就是非常重要的一个指标。如果能够满足插拔力的要求，那么就基本上证明了其具有足够的接触压力。这样能够有效的保障电连接器的稳定性。但是在现实的情况当中，接触压力很难以测量，所以我们一般使用测量插拔力的方法来代替我们需要对接触压力进行的测量。

我们在分析接触压力的时候主要去分析正压力，因为在接触压力当中，正压力是其直接的指标。接触系统的正压力指的就是二者在接触的过程当中，其表面会产生一个垂直的力。如果是平常面的话，我们可以选取输出CFN这样的方式来得到正压力，如果是曲面的话，我们可以通过输出接触压强来代替CFN。除此之外，在分析接触压力的时候，为了能够降低插孔的根部的应变，我们还应该减少应力松弛的发生时间，并且减少在使用过程当中出现的疲劳失效的时间。选择输出参数的时候，要选择插孔的根部，其应力的最大值。插拔力是衡量电连接器接触性能的一个非常重要的参数。所以说，我们也把选择插拔力作为主要的输出参数。

4、结论

在评价电连接器的接触性能的时候，主要参考三个主要的性能来进行评价，这三个主要的性能参数分别为接触件的插拔力，根部的最大应力以及接触压强。使用限元法来对我们所需要分析的三个参数进行分析。三个重要的结构参数分别为端部收口量，开槽宽度和簧片长度，主要研究其会对电连接器的接触性能产生的影响，这对电连接器接触件的结构改进，以及设计提供了非常好的理论基础。

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