電連接器高溫振動(dòng)失效仿真研究

摘 要：

應(yīng)用Ansys軟件對(duì)電連接器整體模型在高溫振動(dòng)環(huán)境下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行仿真，深入分析接觸件尾部線纜質(zhì)量、溫度、分離力、應(yīng)力松弛等指標(biāo)對(duì)微動(dòng)幅值的影響?；诜抡娴贸鲈O(shè)計(jì)在高溫振動(dòng)中會(huì)發(fā)生失效的結(jié)論，優(yōu)化設(shè)計(jì)接觸正壓力和尾部線纜質(zhì)量。結(jié)合仿真分析結(jié)果和計(jì)算，得到電連接器在指定高溫振動(dòng)條件下不發(fā)生失效的設(shè)計(jì)指標(biāo)范圍，即分離力應(yīng)盡量接近上限值2.5 N，每個(gè)接觸件尾部線纜質(zhì)量應(yīng)盡量控制在1.2 g以內(nèi)。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真和優(yōu)化的正確性，研究結(jié)果可為電連接器抗高溫振動(dòng)提供設(shè)計(jì)與優(yōu)化思路。

關(guān)鍵詞：

電連接器; 高溫振動(dòng); 接觸; 仿真; 失效; 磨損

中圖分類號(hào)： TM503+.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 2095-8188（2024）07-0079-08

DOI：

10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.07.013

Simulation Study on High Temperature Vibration Failure of Electrical Connector

Abstract：

The dynamic response of electrical connector in high temperature vibration environment is analyzed with Ansys software.The influence of the quality of the cable at the tail of the contact piece，temperature，separation force，stress relaxation，etc.on the micro motion amplitude is deeply analyzed.Based on the simulation，it is concluded that the original design will fail in high temperature vibration.The design of the contact positive pressure and the quality of the tail cable are optimized.Combined with the simulation analysis results and the relevant calculation，the design index range for the electrical connector to not fail under the specified high temperature vibration conditions is obtained，which means that the separation force should be as close as possible to the upper limit of 2.5 N，and the quality of the cable at the tail of each contact should be controlled within 1.2 g.The correctness of the simulation and optimization is verified by the test，which provides the design and optimization ideas for the high temperature vibration resistance of the electrical connector.

Key words：

electrical connector; high temperature vibration; contact; simulation; failure; wear

0 引 言

電連接器是傳輸電流或信號(hào)的關(guān)鍵元器件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶等領(lǐng)域，上至飛機(jī)、火箭，下至電視、手機(jī)等設(shè)備都需要使用各類電連接器。電連接器是各個(gè)系統(tǒng)電流或信號(hào)的傳輸中樞［1］，其能否正常工作對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的可靠性影響很大。

電連接器的基本性能可分為機(jī)械性能、電氣性能和環(huán)境性能。機(jī)械性能中的接觸力是電連接器接觸件可靠接觸的基礎(chǔ)，會(huì)影響接觸電阻，且電連接器的接觸電阻會(huì)在振動(dòng)、溫度等環(huán)境條件作用下因?yàn)槲?dòng)磨損而發(fā)生波動(dòng)［2-3］，從而影響電連接器的電氣性能，因此環(huán)境性能中的振動(dòng)、溫度是影響電連接器可靠性的2個(gè)最重要因素［4-5］。

隨著科技的進(jìn)步，電連接器特別是軍用連接器對(duì)使用環(huán)境要求越來(lái)越高。如軍用宇航級(jí)J599型電連接器要求在200 ℃高溫條件下進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，且振動(dòng)量級(jí)較大，這對(duì)連接器的可靠性提出了極大的挑戰(zhàn)。該款連接器接觸件為撐簧圈固定模式，在基座中存在一定的軸向浮動(dòng)量;插頭插座外殼對(duì)接后需由螺套進(jìn)行固定，而螺套和外殼之間通過(guò)彈性墊圈和動(dòng)靜棘輪提供軸向限位時(shí)也有一定浮動(dòng)量，即整個(gè)產(chǎn)品在接觸件對(duì)接方向有多處浮動(dòng)設(shè)計(jì)。當(dāng)產(chǎn)品在振動(dòng)環(huán)境下特別是接觸件軸向振動(dòng)時(shí)，接觸對(duì)之間容易發(fā)生較大量級(jí)的相對(duì)滑動(dòng)，這將產(chǎn)生較大的磨損［6］，而200 ℃的高溫條件又加劇了接觸件表面的氧化腐蝕，因此J599產(chǎn)品高溫振動(dòng)條件下很容易出現(xiàn)失效現(xiàn)象［7］，有必要對(duì)產(chǎn)品在高溫振動(dòng)條件下的失效機(jī)理進(jìn)行深入研究并提出優(yōu)化改進(jìn)建議，以保證產(chǎn)品可靠性。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)接觸件的微動(dòng)磨損進(jìn)行了大量研究，主要圍繞發(fā)生機(jī)理、仿真、試驗(yàn)測(cè)試和壽命評(píng)估開(kāi)展研究工作。文獻(xiàn)［8］利用ABAQUS仿真軟件對(duì)接觸對(duì)和尾部線纜進(jìn)行仿真，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，評(píng)估閾值振動(dòng)水平與激勵(lì)頻率、導(dǎo)線連接長(zhǎng)度、導(dǎo)線質(zhì)量、界面摩擦系數(shù)和法向力的關(guān)系。文獻(xiàn)［9］通過(guò)試驗(yàn)研究了振動(dòng)條件下連接器的微動(dòng)磨損參數(shù)，分析了振動(dòng)幅值對(duì)磨損的影響并計(jì)算出不發(fā)生微動(dòng)磨損的振動(dòng)閾值，最后推導(dǎo)出振動(dòng)中接觸件的力矩模型。任萬(wàn)濱等［10］研究了在不同微動(dòng)幅值條件下銅鍍金觸點(diǎn)的接觸電阻、切向力和觸點(diǎn)表面形貌的特點(diǎn)，并確定了微動(dòng)磨損的失效模式及失效機(jī)理。陳文華等［11］應(yīng)用線性極值統(tǒng)計(jì)模型求解出電連接器在隨機(jī)振動(dòng)作用下的可靠性參數(shù)估計(jì)值，通過(guò)加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析驗(yàn)證了統(tǒng)計(jì)模型的正確性，為振動(dòng)環(huán)境下電連接器的可靠性評(píng)估奠定了基礎(chǔ)。

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究以單個(gè)接觸件常溫振動(dòng)條件為主，對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品的高溫振動(dòng)分析較少。要分析高溫振動(dòng)條件下發(fā)生失效的電連接器情況，需要充分考慮整個(gè)模型的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并分析溫度、振動(dòng)量級(jí)對(duì)微動(dòng)磨損的影響。因此本研究以整個(gè)連接器產(chǎn)品為研究對(duì)象，分析產(chǎn)品在高溫振動(dòng)條件下的可靠性。

1 電連接器振動(dòng)模型

J599插頭插座對(duì)接結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。插頭插座對(duì)接后通過(guò)螺套進(jìn)行連接，螺套和插頭外殼之間通過(guò)螺紋連接，兩者可以視為相互綁定。螺套和插座外殼之間通過(guò)彈性墊圈和動(dòng)靜棘輪連接，插座外殼可視為在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)且插座外殼和螺套之間存在彈性連接，剛度等于彈性墊圈和界面密封墊的剛度之和?；霞惭b在外殼內(nèi)且用膠固定，因此可以認(rèn)為基座合件和外殼之間綁定，接觸件安裝在基座合件內(nèi)，軸向通過(guò)撐簧圈進(jìn)行限位。接觸件尾部有導(dǎo)線，在Ansys分析中可以簡(jiǎn)化為質(zhì)量點(diǎn)。

J599電連接器動(dòng)力學(xué)模型如圖2所示。插頭外殼和插座螺套依靠螺紋緊固連接，插頭外殼和插頭撐簧圈、插座外殼和插座撐簧圈則是通過(guò)基座灌膠連接（可近似為剛性連接），插座外殼和插座螺套之間通過(guò)彈性墊圈和動(dòng)靜棘輪進(jìn)行連接，螺套和插座外殼之間的剛度k1根據(jù)彈性墊圈和界面密封墊的剛度計(jì)算得出。

插針、插孔之間通過(guò)接觸壓力產(chǎn)生連接，插針、插孔和撐簧圈之間均有0.1 mm浮動(dòng)量，撐簧圈和基座（和外殼簡(jiǎn)化成一體）對(duì)插針、插孔形成限位。插針、插孔尾部各加上線纜質(zhì)量m1、m2，線纜質(zhì)量為懸空段線纜的質(zhì)量，受綁扎方式和綁扎松緊的影響。主要關(guān)注軸向振動(dòng)對(duì)微動(dòng)磨損的影響，因此振動(dòng)方向選取接觸件軸向方向。

根據(jù)達(dá)朗貝爾原理及振動(dòng)理論，得到電連接器水平振動(dòng)微分方程［12］為

式中： m1～m9——圖2中9個(gè)零件對(duì)應(yīng)質(zhì)量;

Z4——插孔、線纜的水平位移;

c3——撐簧圈和插孔之間阻尼;

Z2——插座外殼、撐簧圈的水平位移;

k3——撐簧圈和插孔之間剛度;

F——插針對(duì)插孔的作用力;

Z3——插針、線纜的水平位移;

c2——撐簧圈和插針之間阻尼;

Z1——插頭外殼、螺套、撐簧圈的水平位移;

k2——撐簧圈和插針之間剛度;

c1——螺套和插座外殼之間阻尼;

k1——螺套和插座外殼之間剛度;

A——正弦加速度幅值;

f——正弦加速度頻率;

t——時(shí)間。

插針對(duì)插孔的作用力為

式中： μ——摩擦系數(shù);

E——插孔材料彈性模量;

I——單片插孔臂對(duì)于中心軸的慣性矩;

h——插孔和插針之間的徑向過(guò)盈量;

L——插孔彈臂長(zhǎng)度。

通過(guò)式（1）和式（2）可以求得各個(gè)零件的位移量，而Z3-Z4是本研究關(guān)注的連接器正弦振動(dòng)中接觸件的微動(dòng)幅值。振動(dòng)仿真按照?qǐng)D2對(duì)產(chǎn)品三維模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，輸入的振動(dòng)載荷為Z2，系統(tǒng)阻尼設(shè)定為2%，剛度由軟件根據(jù)各個(gè)零件自動(dòng)計(jì)算得出。先進(jìn)行插入計(jì)算得到插針和插孔的作用力F，插座外殼加上振動(dòng)載荷為Z2，計(jì)算可得整個(gè)振動(dòng)過(guò)程中整體的位移結(jié)果，通過(guò)在插座插孔接觸部位取點(diǎn)可得Z3-Z4隨時(shí)間的變化曲線，即為接觸件在振動(dòng)中的微動(dòng)幅值變化曲線。

2 微動(dòng)磨損理論

電連接器接觸件的接觸表面從微觀上來(lái)看有很多高低不平的峰和谷。接觸界面微觀示意如圖3所示。接觸件實(shí)際的有效接觸面積小于宏觀觀察到的接觸面積，當(dāng)接觸壓力增大時(shí)，會(huì)增加現(xiàn)有微凸點(diǎn)的接觸面積以及相互接觸微凸點(diǎn)的數(shù)量，從而使接觸電阻降低［13］。

電連接器在振動(dòng)、溫沖等環(huán)境條件作用下，接觸界面便會(huì)發(fā)生相對(duì)移動(dòng)從而導(dǎo)致黏著磨損［14］，磨損過(guò)程中伴隨著的氧化、腐蝕等現(xiàn)象使得微動(dòng)磨損過(guò)程極為復(fù)雜，目前被廣泛認(rèn)可的一種微動(dòng)磨損理論將磨損過(guò)程分為以下5個(gè)步驟［15-16］：① 接觸界面處于初始時(shí)的峰-峰接觸狀態(tài)，表面存在氧化膜;② 接觸界面發(fā)生相對(duì)位移，在正壓力的作用下表面發(fā)生磨損，氧化膜破裂露出表面鍍層;③ 在進(jìn)一步的磨損過(guò)程中鍍層被氧化，一部分鍍層金屬加氧化物碎屑被推到谷中，另一部分則停留在接觸點(diǎn);④ 基層金屬逐漸失去鍍層保護(hù)也開(kāi)始發(fā)生氧化，氧化物碎屑越來(lái)越多，接觸電阻不斷上升;⑤ 最終接觸界面堆滿氧化物，形成厚度＞20 nm的氧化物層，接觸界面發(fā)生接觸失效［17］。

微動(dòng)幅值是影響微動(dòng)磨損的一個(gè)重要因素，研究表明［18］微動(dòng)幅值＜14 μm時(shí)，觸點(diǎn)間為粘著磨損，鍍層磨損較小;微動(dòng)幅值＞21 μm時(shí)，觸點(diǎn)間為完全滑移磨損，長(zhǎng)時(shí)間磨損會(huì)導(dǎo)致表面鍍層脫離，基底材料發(fā)生氧化最終導(dǎo)致接觸失效。有限元仿真中，將輸出接觸件作為在振動(dòng)過(guò)程中的微動(dòng)幅值曲線，并以21 μm作為微動(dòng)幅值超標(biāo)的判定標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)化目標(biāo)。由于本研究主要從機(jī)械角度分析失效過(guò)程，有限元分析及計(jì)算中不考慮氧化效應(yīng)的影響。

3 電連接器高溫振動(dòng)仿真

3.1 參數(shù)設(shè)置

對(duì)某型號(hào)J599連接器接觸件在振動(dòng)中的微動(dòng)幅值進(jìn)行仿真，設(shè)計(jì)指標(biāo)為分離力1.8 N，插頭端尾部線纜質(zhì)量1 g。按照?qǐng)D2的J599電連接器動(dòng)力學(xué)模型將產(chǎn)品簡(jiǎn)化為外殼、螺套、基座、撐簧圈和接觸件。邊界條件設(shè)置如圖4所示。

與圖2相比多了一個(gè)200 ℃的高溫載荷，該因素可影響材料的彈性模量、初始應(yīng)力，在仿真材料參數(shù)中應(yīng)予以考慮。整個(gè)分析過(guò)程分為2步：第1步將插頭端插入完成對(duì)接過(guò)程，同時(shí)輔以200 ℃溫度載荷;第2步對(duì)插座外殼加載正弦振動(dòng)加速度對(duì)應(yīng)的位移載荷進(jìn)行振動(dòng)仿真。第1步按靜態(tài)過(guò)程進(jìn)行分析，第2步按動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行分析。正弦加速度幅值為588 m/s2，頻率范圍為10～2 000 Hz，經(jīng)仿真產(chǎn)品一階固有頻率＞2 000 Hz，取最高頻率為2 000 Hz的正弦振動(dòng)進(jìn)行振動(dòng)分析。

插座外殼在螺套的2個(gè)平面內(nèi)浮動(dòng)，螺套和插座外殼之間設(shè)置彈簧連接;插頭外殼第1步加位移完成插入，第2步加正弦振動(dòng)位移;撐簧圈、基座和各自的外殼綁定;接觸件在基座和撐簧圈之間浮動(dòng)。J599電連接器材料參數(shù)如表1所示。材料參數(shù)按照表1進(jìn)行設(shè)置。密度影響慣性力，彈性模量和泊松比影響變形量。

在振動(dòng)環(huán)境特別是高溫振動(dòng)環(huán)境下，電連接器接觸件正壓力會(huì)因?yàn)閼?yīng)力松弛而逐漸變小，這會(huì)導(dǎo)致接觸件微動(dòng)幅值逐漸變大，因此需要分析應(yīng)力松弛效應(yīng)對(duì)接觸件微動(dòng)幅值的影響。高溫振動(dòng)應(yīng)力條件下的接觸件分離力應(yīng)力松弛很難進(jìn)行準(zhǔn)確仿真，因此應(yīng)用試驗(yàn)的方法進(jìn)行測(cè)量。

取一套J599產(chǎn)品，在室溫條件下對(duì)每個(gè)插孔進(jìn)行分離力測(cè)試，然后將整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行200 ℃正弦振動(dòng)試驗(yàn)8 h，試驗(yàn)完畢后將產(chǎn)品置于室溫條件下冷卻至室溫，再對(duì)每個(gè)插孔進(jìn)行分離力測(cè)試。J599接觸件高溫振動(dòng)前后分離力測(cè)試值如表2所示。

由表2可知，該產(chǎn)品在指定高溫振動(dòng)條件下接觸件振動(dòng)后分離力會(huì)比振動(dòng)前減小約30%，相應(yīng)的正壓力也將減小約30%。因此，原1.8 N的正壓力在振動(dòng)后約減小到1.3 N。

3.2 高溫正弦振動(dòng)仿真

仿真完成后，在插針和插孔的接觸部位各取1個(gè)點(diǎn)，輸出2個(gè)點(diǎn)的軸向位移差值，并減去第1步的插入位移值，即可得到接觸件在振動(dòng)過(guò)程中的微動(dòng)幅值Z3-Z4。該產(chǎn)品在200 ℃高溫下，正弦振動(dòng)時(shí)接觸件高溫振動(dòng)微動(dòng)幅值曲線如圖5所示，接觸件之間的最大滑移距離達(dá)到23 μm，接觸件之間為完全滑移磨損，在長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)下磨損會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，最終在接觸界面上形成第三體氧化層，導(dǎo)致接觸電阻超標(biāo)而失效，因此需要對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以減小接觸件上的相對(duì)滑移距離。

由圖5可知，高溫時(shí)接觸件正壓力為0.9 N，200 ℃高溫時(shí)的正壓力為常溫正壓力的約70%。

4 高溫振動(dòng)優(yōu)化與磨損量計(jì)算

4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真

為減小接觸件在高溫振動(dòng)條件下的相對(duì)位移幅值，可以考慮通過(guò)加大接觸正壓力或者減小尾部線纜質(zhì)量2個(gè)指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。

對(duì)不同接觸正壓力和尾部線纜質(zhì)量的接觸件在高溫振動(dòng)條件下的微動(dòng)位移幅值進(jìn)行分析，正壓力指標(biāo)要求＜2.5 N，因此對(duì)正壓力2.5 N、1.8 N分2檔進(jìn)行仿真計(jì)算。正壓力2.5 N、200 ℃下接觸件振動(dòng)微動(dòng)幅值曲線如圖6所示;正壓力1.8 N、200 ℃下接觸件振動(dòng)微動(dòng)幅值曲線如圖7所示。正壓力越小對(duì)應(yīng)的尾部線纜質(zhì)量也越小。

由圖6可知，0.5 g和1.0 g尾部線纜質(zhì)量對(duì)應(yīng)接觸件微動(dòng)幅值曲線呈正弦形狀，0.5 g尾部線纜質(zhì)量對(duì)應(yīng)接觸件微動(dòng)幅值為2 μm，1 g尾部線纜質(zhì)量對(duì)應(yīng)接觸件微動(dòng)幅值為5 μm，觸點(diǎn)振動(dòng)屬于黏著磨損，可以保證鍍金層在振動(dòng)中的完好性;1.5 g尾部線纜質(zhì)量對(duì)應(yīng)的微動(dòng)幅值約為20 μm，2 g尾部線纜質(zhì)量對(duì)應(yīng)的接觸件微動(dòng)幅值約為50 μm，振動(dòng)中接觸件為完全滑移磨損形式，長(zhǎng)期振動(dòng)后會(huì)出現(xiàn)失效。因此在2.5 N分離力、200 ℃條件下振動(dòng)需將每個(gè)接觸件尾部線纜質(zhì)量控制在1.0 g以內(nèi)。

由圖7可知，1 g尾部線纜質(zhì)量對(duì)應(yīng)接觸件微動(dòng)幅值達(dá)到24 μm，0.5 g尾部線纜質(zhì)量對(duì)應(yīng)接觸件微動(dòng)幅值為12 μm，因此在1.8 N分離力、200 ℃條件下振動(dòng)需將尾部線纜質(zhì)量控制在0.5 g以內(nèi)。

綜上，尾部線纜質(zhì)量、分離力、微動(dòng)幅值的Contour圖如圖8所示。微動(dòng)幅值需要控制在14 μm以內(nèi)，可以得出振動(dòng)的可靠區(qū)域?yàn)閳D8中1.4E-5連線的左側(cè)，即分離力F和線纜質(zhì)量m應(yīng)滿足

4.2 粘著磨損量計(jì)算

插針插孔振動(dòng)中插針和插孔的接觸區(qū)域長(zhǎng)度約為0.4 mm，黏著磨損時(shí)微動(dòng)幅值相對(duì)于接觸長(zhǎng)度可以忽略，即總的磨損量是分布在基本不變的整個(gè)接觸區(qū)域上。對(duì)相同尾部線纜質(zhì)量分別計(jì)算各種接觸壓力對(duì)應(yīng)的磨損量，可以得出接觸件磨損量和接觸壓力的關(guān)系。

黏著磨損根據(jù)Archard公式［19］進(jìn)行計(jì)算。

式中： V——磨損體積;

K——磨損系數(shù);

F正——接觸正壓力;

L——相對(duì)滑移距離;

H——材料硬度。

振動(dòng)中插針的總磨損量為各時(shí)間段磨損量的總和，F(xiàn)正可通過(guò)分離力和摩擦系數(shù)得出，因此插針總的磨損體積可以描述為

式中： f——分離力。

其中，鍍金接觸件之間摩擦系數(shù)μ通常約為0.2。

計(jì)算不同尾部線纜質(zhì)量時(shí)的相對(duì)磨損量。不同尾部線纜質(zhì)量時(shí)分離力和相對(duì)磨損量的關(guān)系曲線圖如圖9所示。由圖9可知，當(dāng)尾部線纜質(zhì)量為0.2 g時(shí)，相對(duì)磨損量和分離力成正比，因?yàn)槲?dòng)幅值基本不隨分離力變化而發(fā)生變化;當(dāng)尾部線纜質(zhì)量為0.5 g，分離力＜2 N時(shí)有較大的微動(dòng)幅值，相對(duì)磨損量較大，隨著分離力增大至2 N以上，微動(dòng)幅值迅速下降并相對(duì)穩(wěn)定，相對(duì)磨損量也趨于穩(wěn)定;當(dāng)尾部線纜質(zhì)量為1 g時(shí)，分離力大小對(duì)微動(dòng)幅值影響很大，較小的分離力會(huì)導(dǎo)致很大的微動(dòng)幅值，因此相對(duì)磨損量隨分離力增大而迅速減小。由此可知，在高溫振動(dòng)條件下，為保證較小的相對(duì)磨損量，線纜質(zhì)量應(yīng)盡可能小，且接觸件分離力應(yīng)盡量取接近設(shè)計(jì)上限值2.5 N。

5 試驗(yàn)驗(yàn)證

5.1 試驗(yàn)方案

為對(duì)比不同分離力及尾部線纜質(zhì)量的影響，接觸件采用不同的收口量，調(diào)整分離力為1.8～2.5 N并對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，尾部線纜質(zhì)量通過(guò)調(diào)整導(dǎo)線長(zhǎng)度來(lái)控制，部分導(dǎo)線用膠帶固定在振動(dòng)夾具上來(lái)降低線纜質(zhì)量［20］。J599接觸件編號(hào)如表3所示。其中13號(hào)為初始設(shè)計(jì)指標(biāo)。

振動(dòng)裝置圖如圖10所示。產(chǎn)品固定在鋁制振動(dòng)夾具的3個(gè)面上，尾部線纜用膠帶綁扎在一起，部分連接器的線纜額外用膠帶固定在振動(dòng)夾具上。為了控制溫度，將高低溫箱底部開(kāi)1個(gè)洞，把振動(dòng)臺(tái)面放進(jìn)溫箱底部的洞內(nèi)，周圍用高溫橡膠密封。

5.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)中按1 h的測(cè)試間隔進(jìn)行接觸電阻測(cè)量。接觸件接觸電阻隨振動(dòng)時(shí)間變化曲線如圖11所示。根據(jù)國(guó)軍標(biāo)規(guī)定，12號(hào)接觸件接觸電阻在各種試驗(yàn)后應(yīng)＜5.9 mΩ，則6號(hào)、11號(hào)、12號(hào)、13號(hào)的接觸件接觸電阻超標(biāo)，即發(fā)生失效。通過(guò)計(jì)算可知6號(hào)、11號(hào)、12號(hào)、13號(hào)接觸件不滿足式（3），其余樣品均滿足，即不滿足仿真得到的可靠性條件的樣品振動(dòng)中均發(fā)生了失效，滿足可靠性條件的樣品振動(dòng)中未發(fā)生失效，試驗(yàn)結(jié)果和仿真及優(yōu)化結(jié)果一致。

6 結(jié) 語(yǔ)

（1） 接觸件在200 ℃高溫條件下接觸正壓力會(huì)比室溫下降約30%，從而導(dǎo)致接觸微動(dòng)幅值增大且增大幅度大于正壓力的下降幅度，使得磨損加劇。

（2） 在長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)后接觸件會(huì)發(fā)生應(yīng)力松弛效應(yīng)，在200 ℃、588 m/s2正弦振動(dòng)8 h后J599產(chǎn)品接觸件正壓力會(huì)下降約30%，這會(huì)導(dǎo)致接觸件微動(dòng)幅值增大，加劇微動(dòng)磨損。

（3） J599產(chǎn)品需承受住標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高溫正弦振動(dòng)實(shí)驗(yàn)條件，接觸件分離力應(yīng)盡量接近設(shè)計(jì)上限2.5 N，每個(gè)接觸件尾部線纜質(zhì)量應(yīng)通過(guò)改善綁扎方式等辦法控制在1.2 g以內(nèi)。

（4） 當(dāng)產(chǎn)品慣性力小于接觸件摩擦力時(shí)，磨損量和分離力成正比或基本不變;當(dāng)產(chǎn)品慣性力大于接觸件摩擦力時(shí)，磨損量隨分離力的減小而急劇增大。

研究結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)和優(yōu)化連接器抗高溫振動(dòng)性能具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

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