该【高温环境下电连接器内部温度有限元仿真分析及试验】是由【鼠标】上传分享，文档一共【8】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高温环境下电连接器内部温度有限元仿真分析及试验】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。,北京,100191摘要:针对电连接器内部温度难以准确测量的问题,以Y2型宇航分离脱落电连接器为研究对象,完成了电连接器内部温度测试方法的仿真研究、,基于ANSYS对电连接器模型进行热电耦合仿真分析,,,研究芯数、工作电流及接触电阻对电连接器温度变化的影响,:/程关键词:电连接器;热电耦合;有限元仿真;内部温度测试;影响因素中图分类号:(资源服务)g标识码(OSID):械FiniteElementSimulationAnalysesandTestsonInternalrTemperaturesofElectricalConnectorsunderHighToemperaturess机HUANGJ,oiaoyingZHAO,GAOChengZHANGRuiDong,SchoolofReliabilityandSystemsEngineeringBeihangUniversityBeijing100191Abstract:国,cSimulation,experimentaldesignandinflmuentialfactorsanalysiswerecearriedout,inuG中,,ouplingfinitee-,,currentandcontactresistG:anceoninternaltemperaturesowfelectricalconnectorsweresimulated,andtheresultsshowthatthemaximumtemperaturesi/:electricalc/onnector;oupling;finiteelementsimulation;internal;号temperaturetestp:、流体、电场、磁电连接器为电气终端之t[]场、]通过ANSYS对电连接器温度能,h可以实现电信号的传递、控制以及电连接,广文献[泛应用于军事装备和航空航天设备中公[1].统计数场进行了仿真分析,研究了不同温度下电连接器6]通过建立高温电连接器据显示,在所有的航空、航天系统故障中,[三维仿真模型,对不同高温环境下电连接器的温接器失效引起的故障占故障总数的30%左右,造度场进行了有限元仿真,并利用电磁加热装置和成的损失无法估量,其中,接触失效引发故障所占热电偶测试,%,而高温是造成接触失效的7][力综合作用下进行失效分析,确定了主要失效机近年来有大量关于温度对电连接器影响的研理并进行了可靠性建模8][文献[9]研究了收稿日期:?,需要,,必须准确地测量出高温环境下电连接器的内部温度,用于对电连接器耐高温性能的检测,产品性能机械特性接触件特性部件材料特性壳体铝合金镀层氧化喷漆,非导电绝缘体热塑性塑料接触件铜合金插配直径(mm)(A)35接触电阻(mΩ)≤5≤3多,内部结构复杂,且尺寸不规则,内部温度的测泛的应用[10].进行有限元分析时,,对电连接器部分结本文针对Y2型宇航分离脱落电连接器进行n构进行合理的简化:①螺纹对热分析影响较小,无电连接器内部温度的有限元仿真,基于自主设计法导入ANSYS中,可将其改成光滑曲面;②忽略的内部温度测试系统进行电连接器内部温度检测外形倒角、凸台以及其余非关键的细节特征;③孔试验,通过对比分析试验结果与仿真结果,验证有c程座、针座属于电连接器绝缘体部分,在建立模型时限元仿真的正确性,、,其外形、-//electricalconnector:本文建立的三维模型主要包括影响电连接器t温度变化和温度分布的部件:接触件、绝缘体和外:,电连接器模型中对温度变化图18p芯Y2型圆形密封电连接器外形影响最大的部分进行加强细化处理,,,需要分析电连接器与实体部分,所以设置其网格精度相关性为0,关联h热电耦合仿真相关的产品特公性,了解该型电连接fine).绝缘体的关联中心设置为中器各主要组成部分所用材料特性,以及接触件的中心为高级(等(medium),壳体的关联中心设置为粗糙额定电流、接触电阻和绝缘电阻等关键电气参数.(coarse).、、℃105℃SolidWorks由于其建模功能强大、操作界面85℃和70℃作为本次试验的环境温度,通电电流友好,提供了强大的二次开发接口,,因此而得到了广接器工作温度为70℃,工作时间为2h,得到的电1868Copyright?———高成张芮黄姣英等器的温度分布情况是相似的,,但温升值大致相同,(℃)最高温度(℃)温升(℃),:①接触件是本次电连接器仿真时唯一产热的部环境温度监测装置设计n程件,通电的电连接器接触件温度最高,℃,℃;②℃,℃;③壳体温度环境温度,选用美国OMEGA公司生产的几乎不变,℃,因为DR1609型温度监测g仪,同时使用热电偶传感器差工械④o壳体与绝缘体接触,,导热性能差,而且壳体在电连接器工作时与外将热电偶直接放在保温箱中的电连接器附近,误界进行热对流,所以其温度变化很小;整体的温差忽略不计,,,铂电阻采s样率为10Hz,精度为-±℃,,,将铂电阻紧贴接w插件的表面实现电连接器内部温度检测./(a)俯视图:Y2型8芯电连接器内部温度测试./试装置,进行p:号根据产品特性,设定最大试验电流为3A,,通电tt众2h、,:①将电连接器置于保温箱中,用螺丝h公钉和压板将电连接器固定在架子上;②将温度监测器连接的热电偶温度传感器置于保温箱中,利用导热胶将其固定在电连接器外壳上;③以电连接器内部中心为原点,取5个距离原点为等差数(b)℃、105℃、125℃,由仿真结果可以看出,在不同环境温度下,电连接列的点,将铂电阻温度传感器利用导热胶分别固定在这5个点上,测试电连接器的内部温度;④设置保温箱温度,将利用铂电阻温度传感器测得的温度最高点记录下来后,在相同的试验条件下,在该点重复测试温度5次,每隔10s采集一次数据并保存,将最高温度偏差较大的数值剔除后,取最1869Copyright?;⑤分别设置保温箱温度为70℃、与内部温度相关性的研℃85℃、105℃、125℃;⑥重复步骤④、步骤⑤.实下,对每种芯数的电连接器设定电流为3A,设置际测试实物见图5.对流环境为StagnantAirGSimplifiedCase(空气静止简化模型),(),,得到电连接器内部最高温度,重复5次上述温度oos测试试验,将温度测试试验结果取平均值,并与仿真结果比较,(b)-环境温度中Y2型电连接器(℃)试验结果(℃)仿真结果(℃)误差(%)/:值与试验结果的比值/,误差产生原因可能是ANG:pSYS仿真环境中传热系数为经验值,,这4号(c)36芯次试验中,%,%,最小值为,均t未超过5%.%t众SolidWorks软h件进行建模,再使用ANSYS有限元软件进行热电耦合分析,,Y2型电连接器(d)50芯的接触件从几件到几十上百件,(芯、芯、芯、芯)进行芯数1870Copyright?———℃,℃,℃,℃,且4要的产热源,接触电阻的大小对电连接器最高内种芯数的电连接器温度分布规律相似,、芯、芯、件中心位置温度最高,内部最高温度的位置较为芯Y2型电连接器,,随着接触件数目的增加,电连接大小,、、、、、,接触件电流为3A,器内部最高温度不断升高,℃,,变化的情况,,金属本身的电阻以及接触件表面的接触电阻会产生热量,当接触件产生的热n量超出正常范围时,会导致电连接器内部温度过c高,进而接触件插孔发生蠕变,弹力随之降低,接触件之间的接触压力变小,从而导致接触不良,,、图8芯、芯、芯电连接器,工作电流分别为最高温度随接触电阻的变化5A、7A、9A,环境温度设置为70℃,,,电阻与最高温度之间e基本成线性关国e系,接触电阻由1mΩ变化至6mmΩ,2436芯、芯、m50芯电连接器内部温度变c化明显,-GJB1217—2009A方法c1005中规定,85℃ws暴露温度下连接器的内部最102℃,则根据仿真结果,24高温度应不超n过4mΩ,,50w:图7芯电连接器允许的最大接触电阻应小于3mΩ,内部最高温/,相同接触电temperaturewith/current阻条件下发热量少,故85℃暴露温度下允许的最随着电流的增:大,,基本呈指数增长关系,电流由增长到9A,8t24364结论芯、芯、℃、℃、℃升高到(1)℃、℃、℃,—维仿真模型,利用有限元分析软件得到了电连接免电连接器内部温度过高,,70℃暴露温度下连接(2)设计电连接器内部温度测试系统,完成8器的内部最高温度应不超过84℃,则根据仿真结芯Y2型电连接器内部温度测试并验证了有限元7A,,36芯电连接器工作时的电流应不超过芯电(3)研究芯数、,发现电连接器内可以确定不同环境温度下,不同芯数的电连接器?:ChineseJournalofEngineeringDesign,2015,22[1]骆燕燕,马旋,李小宁,.(3):[J].2018,29(3):333G[7].分中国机械工程,[D].2003:,MAXuan,LIXiaoning,:浙江大学,[J].ChinaMechanicalEngiGCombinedEnvironmentStress[D].Hangzhou:ZheGneering,2018,29(3):,2003:5G21.[2]ZHUZY,LEEHP,[8]骆燕燕,王振,李晓宁,[J].2014,35(11):[],,兵工学报,.(2):,WANGZhen,LIXiaoning,etal.[3]WANGXin,[J].JourGysisofElectricalConnectors[J].ActaArmamentaGnalofZheianjgUniversityScienceA,2007,8(3):crii,2014,35(11):.[9].杜永英,孙志礼,王宇宁,,张训义,孙志礼,等不同结构尺寸的电连接[4]器的温度与振动分析[J].机械设计与制造,2017器的温度应力研究[J].2013(1):13G15.,ZgHANGXunyi,SUNZhili,,(10):,SUNZhili,WANGYuning,[J].械[]o,():&Manufacture20171Design&Manufacture,2013(10):42G44.[10]秦宁,章志兵,许恒建,[].ANSYSoJ].,52011李志博,朱玛,张高峰机在电连接器温升分成形快速分析系统开发[中国机械工程,析中的应用[J].计算机应用与软件,2011,28(5):m22(9):,国,eQINNing,ZHANGZhicbing,XUHengjian,-onSolidWorks[J].ChinaConnector[J].Computerc,,():[6]ware,2011,28(5):189G192..wrns(编辑王艳丽)许成彬,潘骏,陈文华,等高温电连接器有限元分析a与接触件插拔试验[J].工程设计w学报,2015,22(3):1972/作者简介:高成,男,年生,、(通信作者),女,XUChengbin,PANJun,CHENWenhua,,.:号FiniteElementTher/malA:.nalysisandPluggingTest:******@tp众[]?.