电连接器在插拔应力下的接触电阻测试系统

jst housing插拔标准JST housing，即JST连接器，是一种常用于电子设备之间的连接器。

JST housing的插拔标准对于确保连接器的可靠性和稳定性至关重要。

以下是对JST housing插拔标准的详细介绍。

一、插拔力标准1.插入力：在插入JST housing连接器时，应施加适当的插入力，以确保连接器正确、稳定地连接。

插入力的具体数值应根据连接器的型号、规格和用途来确定。

通常情况下，插入力应在100mN至500mN之间。

2.拔出力：拔出JST housing连接器时，应施加足够的拔出力，以确保连接器不会意外脱落或松动。

拔出力的具体数值同样应根据连接器的型号、规格和用途来确定。

通常情况下，拔出力应在200mN至1000mN之间。

二、插拔次数标准1.循环次数：JST housing连接器应能够承受一定的循环次数，以确保其在使用过程中保持良好状态。

循环次数指的是连接器插拔操作的次数。

通常情况下，循环次数应不少于500次。

2.耐久性测试：在插拔测试过程中，连接器应能保持良好的电气性能和机械性能，以确保其在使用过程中具有较长的使用寿命。

耐久性测试可以通过插拔实验来模拟实际使用情况，以评估连接器的可靠性和稳定性。

三、插拔过程标准1.平滑度：在插拔JST housing连接器时，应注意保持连接器的平滑度，避免出现卡滞或摩擦现象。

平滑度不良可能会导致连接器插入或拔出困难，影响其正常工作。

2.无损坏：在插拔过程中，应确保连接器和其接触面无损坏或磨损。

如发现损坏或磨损，应及时进行更换或维修，以避免造成电气性能下降或其他安全隐患。

四、电气性能标准1.接触电阻：JST housing连接器的接触电阻应符合相关标准要求。

接触电阻过高会导致信号传输不稳定或失真，影响电子设备的性能。

因此，在插拔过程中，应确保连接器的接触电阻符合标准要求。

2.绝缘电阻：JST housing连接器的绝缘电阻也应符合相关标准要求。

电子连接器的插拔力测试方法公告EIA工程标准和出版物是为服务于公众利益而制定的,它是为了消除生产者和购买者之间的误解,促进产品的交流和提高,并帮助购买者在最短时间内挑选到他所需要的满意的产品﹒该标准的提出会促使EIA的成员在生产和销售产品时遵循该标准﹐而它也可以由国内外非EIA成员自愿使用。

对于推荐标准和出版物中采用的文章﹑材料﹑方法﹐EIA在选取时未考虑其专利内容,故在此过程中EIA对任何专利所有者不承担责任﹐对任何采用该标准的机构也不承担责任。

电子工业协会（EIA）工程部出版2001年华盛顿D.C.20006，N.W.Eye大街。

1983年印刷EIA版权所有U.S.A印制测试方法#13A电子连接器的插拔力测试方法此EIA推荐标准是基于国际电子技术委员会(IEC)的技术内容;推荐512—7,测试13a,插拔力,1978.它符合此IEC推荐的所有必要方面.测试方法#13A电子连接器的插拔力测试方法（摘自EIA建议标准NO.1653.在EIA P-5.12工作组组织下提出的。

）注：此TP-13A之前曾作为TP-13发布于EIA推荐标准RS-364-3。

1.0TP—13A插拔力测试2.0目的﹔此测试的目的是介绍一种决定电子连接器或其保护盖所需插拔力的标准方法。

3.0样品准备测试样品由一插头和一可接触端插座组成。

除非特别说明﹐样品应由所有可用硬件包括边缘﹑机罩﹑线夹﹑螺钉﹑导片或插座组成。

除非规格中另有说明，样品不需要任何方法进行润滑或清洗。

4.0测试方法4.1 测试仪器测试仪器包括﹔4.1.1可使样品以正常方式安装的安装夹具。

4.1.2测试中﹐测力表或力距表应置于连接器的合适位置，以便于读数指针位于量规的中间，这样，操作量规可精确到±2%。

4.1.3按要求，附属测量仪器应与测试样品相配合并随带测力表和力矩表（轴压等）。

4.2测试步骤4.2.1除非特别说明﹐样品应按正常情况进行安装。

4.2.2插入力4.2.2.1将两个相配的电子连接器放在机械装配初始位置﹐并且测力表和力矩表的读数为零。

电连接器在插拔应力下的接触电阻测试系统
佚名
【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】1990(000)001
【摘要】无
【总页数】1页(P84)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电连接器接触件插拔特性与接触电阻的仿真分析 [J], 任万滨;崔黎;翟国富;靳晋军
2.电连接器在动态应力环境中接触电阻的变化及电接触瞬断的检测与研究 [J], 王建军
3.某型飞机典型电连接器接插件插拔特性和接触电阻仿真研究 [J], 王腾;郁大照;王泗环;张彤
4.三轴随机振动下电连接器的松动机理及应力-电阻映射关系研究 [J], 刘少杰;仇原鹰;白金;杜建功;李静;王海东;王肇喜;张磊
5.电连接器插拔应力下接触电阻分析 [J], 丁睿;倪俊芳;黄世彬
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电连接器插拔及接触不良失效分析
张剑;张彦;王震;朱艳红;赵秋芹
【期刊名称】《机电元件》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】本文首先分析了电连接器常见的插拔及接触不良失效形式及相应的失效机理,然后以某印制板连接器插拔及接触不良故障案例为例,从材料、结构、工艺和使用环境出发,分析出导致连接器插拔不良及接触失效故障的各种原因。

本次案例对电连接器设计起到了警示作用,后期产品设计应充分考虑接触过深、缩口根部变形量过大等,对产品性能造成的影响。

通过对电连接器设计及工艺优化,提高电连接器性能。

【总页数】5页(P34-38)
【作者】张剑;张彦;王震;朱艳红;赵秋芹
【作者单位】泰州市航宇电器有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.高温电连接器有限元热分析与接触件插拔试验
2.基于有限元法对电连接器的插拔仿真分析
3.水下插拔式电连接器设计及接触体分析
4.电连接器接触体结构参数对插拔特性的影响分析
5.电连接器插拔应力下接触电阻分析
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浅析车用电线束插接器接触电阻的测试车用电线束插接器是车辆电气系统中关键的组织部件，扮演着连接电线束和电气控制单元的重要角色。

车用电线束插接器的接触电阻是它质量、可靠性、工作性能的关键参数，因此测试接触电阻是评估车用电线束插接器质量和可靠性的重要手段。

下面文章将从测试原理、测试方法、测试注意事项等角度对车用电线束插接器接触电阻的测试进行浅析。

一、测试原理接触电阻指电线束插接器接触部分导电性材料之间接触接口的内部导通阻力。

车用电线束插接器接触电阻测试的基本原理是在已知电流下测量电压降，然后使用欧姆定律来计算接触电阻。

理想情况下，插接器的接触触面应该光滑、平整，并且不应该存在任何氧化膜和其他杂质物质。

通过测试插接器的接触电阻，可以评估插接器的接触性能，判断其质量和可靠性。

二、测试方法1. 插头方法插头法是目前使用最多的接触电阻测试方法之一。

这种方法可以通过将插头插入插座或插座插入插头来测量接触电阻。

测试时需要把电压计或万用表接在插头或插座上以进行测量。

对于常规车用电线束插接器，插头法是一种简单而有效的测试方法。

2. six-wire four-terminal法six-wire four-terminal法是使用四根接线来实现接触电阻测试的一种高精度的方法，通过在测试过程中使用两个额外的接线来补偿测试系统中的电阻，从而消除电路阻抗和线路电阻对测试结果的影响。

该方法的优点是可以测量小接触电阻，适用于高精度测试。

三、测试注意事项1. 插头法测试时需要确保插头和插座之间完全接触，避免测量误差。

2. 在进行接触电阻测试时，操作人员需要保证测试环境温度稳定，避免电气系统发生异常，对测试结果造成影响。

3. 需要使用合适的测试仪器和设备，保证测试精度。

通常，万用表或特制的接触电阻检测设备可以用于接触电阻测试。

4. 使用六线四端法测试时，需要使用高精度的测试仪器和设备，并确保测试技术和方法正确。

综上所述，车用电线束插接器接触电阻的测试是评估插接器质量和可靠性的重要手段。

电连接器冠簧接触件结构分析及其接触可靠性周权;雷永涛;叶宇;王旭;蓝菲【摘要】接触可靠性是电连接器的一项关键指标，为了提高电连接器的接触可靠性，针对电连接器冠簧接触件，进行结构力学分析与接触电阻、单脚分离力的计算。

接触电阻和插拔力是影响接触可靠性的重要因素，通过测试插拔过程中的接触电阻、插入力和分离力随插拔次数的变化情况来分析冠簧接触件的接触件可靠性。

%Contact reliability is a key performance of electrical connectors .In order to improve contact reliabil-ity of electrical connectors ,the paper researches on the structural mechanics analysis ,contactresistance ,separation force of single crown contact .Contact resistance and insertion and withdrawal force play a very important role in the contact reliability of electrical connectors .Testing the change of contact resistance and insertion and withdrawal force during insertion and withdrawal process can be used to analyze the contact reliability of crown contact .【期刊名称】《机电元件》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P44-47)【关键词】电连接器;冠簧接触件;接触电阻;接触可靠性;插拔试验【作者】周权;雷永涛;叶宇;王旭;蓝菲【作者单位】贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，550009;贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，550009;贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，550009;贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，550009;贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，550009【正文语种】中文【中图分类】TN7841 引言随着航天航空工程、电子通信工程等领域的发展，电连接器作为传递电信号和电能的基础元件，在系统中运用越来越广。

浅谈电连接器接触件接触压力邵丽娜;贺占蜀;张启宵【摘要】分析电连接器接触压力对接触件插拔与接触电阻的影响,建立理论模型,为设计高可靠性的电连接器接触件提供参考依据.【期刊名称】《汽车电器》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P67-68)【关键词】电连接器;接触件;插拔与温升;接触压力【作者】邵丽娜;贺占蜀;张启宵【作者单位】郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001;河南天海电器有限公司,河南鹤壁 458030;郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001;郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001;河南天海电器有限公司,河南鹤壁 458030【正文语种】中文【中图分类】U463.62电连接器接触件都是成对出现的，一般分为插头端子和插座端子，它是连接整车电路的基础元器件，在器件与器件之间、组件与组件之间、系统与系统之间通过插头端子和插座端子的啮合实现信号传递和电流传输。

图1为电连接器接触件在稳定接通状态的图示。

电连接器接触失效的原因主要有两个方面：①接触压力过大，插拔力随之增大，导致电连接器接触件不易插拔；②接触压力过小，导致插拔力不足，则接触件容易松脱，同时导致接触电阻过大，最终引起温升过高。

直接判断连接器端子传输性能的主要标准是插拔与温升特性，因此，本文主要分析电连接器接触压力对接触件插拔与接触电阻的影响，建立理论模型。

图1 电连接器接触件在稳定接通状态的图示1 电连接器接触件接触压力与插拔电连接器接触件在实现其功能时，插头端子要从插座端子中插入或拔出。

在插入和拔出过程中，插座端子弹舌发生弹性变形，插头端子受到插座端子弹舌结构的压力和摩擦力，其中弹舌结构对插头端子的压力即为电连接器接触件的接触压力或者称为正压力。

另外弹舌结构对插头端子的接触压力将随插入位移的变化而变化，从而引起一个插拔周期中插拔力和接触压力的变化，但在整个插入和拔出过程中，接触件受到的插拔力、接触压力和摩擦力三者始终保持稳定，如式（1）和图2所示。

第45卷第4期 2017年4月华南理工大学学报（自然科学版）Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition)Vol.45 N o.4April2017文章编号：1000-565X(2017)04-0059-07电连接器接触件的插拔和温升特性贺占蜀1张远西1王培卓1汤勇2邵丽娜1(1.郑州大学机械工程学院//抗疲劳制造技术河南省工程实验室，河南郑州450001;2.华南理工大学表面功能结构先进制造广东普通高校重点实验室，广东广州510640)摘要：电连接器接触压力过大或过小都将导致不易插拔或接触电阻过大，最终导致接 触失效.为了提高电连接器的接触可靠性，对一种电连接器接触件的插拔特性和温升特性 进行了研究.采用ABAQUS软件对接触件进行了插拔力与温升仿真，研究了接触件结构 参数弹舌倾角a和弹舌支撑间隙5对插拔力的影响以及导线截面积S和电流对温升的影 响，并通过实验研究了插拔力和温升的变化情况.结果表明：当5 =0. 12m m时，插拔力随 a的增大而增大；当5 = 0. 18 mm时，插拔力随a增大先增大后减小；a —定时，插拔力随5 增大而逐渐较小；接触件温升随电流的增大而增大，随导线截面积增大而减小.实验得到 的插拔力和温升结果与仿真结果吻合.综合考虑插拔与温升，产品最优参数为间隙弹舌支 撑5=0. 12mm、弹舌倾角a=15°.关键词：电连接器;接触电阻;插拔力；温升；有限元仿真中图分类号：TM503 +.5 doi： 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.04.009电连接器是一种用于实现信号与电流传输和控制 的电接触元件[1]，其内部接触件的接触失效是电连接 器的主要失效模式，大约占失效总数的45. 1%[M]，失效的原因主要有两个方面:①接触压力过大，插拔 力随之增大，将导致连接件不易插拔;②接触压力过 小，导致插拔力不足，接触件容易松脱，同时将导致 接触电阻过大，最终引起温升过高.因此，为了提高 电连接器的接触可靠性，有必要对电连接器接触件 的插拔特性和温升特性进行分析研究.国内外学者先后采用仿真和实验方法对电连接 器、断路器、继电器等电接触元件进行了研究.Do 等[4]建立了一种高速差分电连接器的多场耦合模 型，对不同触点材料的电连接器的温度场进行了仿 真，并通过实验对仿真结果进行验证.Angadi等[5]建立了一种汽车电连接器的机电热多场耦合模型，X t接触压力、通电电流和环境因素综合作用下的温 度场进行了仿真，模型中还考虑了粗糙表面对接触 电阻的影响.Carvou等通过ANSYS软件仿真了一 种电连接器接触件插拔时的应力场和通电时的温度 场，插拔力大小和温度变化都与实验相一致.Belou-fe[7]采用仿真与实验相结合的方法，研究了接触面 粗糖度对汽车用铜合金电连接器接触件的接触电阻 的影响.国内刘帼巾等[8]对接触器式继电器发生接触 不良的失效机理进行了研究，发现接触器式继电器 的主要失效模式是触点间接触不良，触点间过大且 不稳定地接触电阻.潘骏等[9]针对电连接器接触件 进行结构力学与接触情况研究，利用ANSYS软件对收稿日期：2016-06-07*基金项目：国家自然科学基金资助项目（51305408);河南省高等学校重点科研项目（15A460029);中国博士后科学基金资 助项目（2015M582199);郑州大学青年骨干教师资助计划项目Foundation items：Supported by the National Natural Science Foundation of China (51305408 ) and China Postdatoral Science Foundation ( 2015 M5 82199 )作者简介：贺占蜀（1985-)，男，博士，副教授，主要从事先进制造与精密加工研究.E-mail:liezliansliu@ qq. com60华南理工大学学报（自然科学版）第45卷接触件的接触情况进行运动仿真，得到了接触过程 中接触压力、插拔力的变化情况和应力分布情况.任 万滨等[1(M1]采用ANSYS软件仿真了密封电磁继电 器在高、低温环境条件下的温度场，结果表明触点的 电流密度是影响稳态温升的关键因素;不仅如此，还 仿真了电连接器接触件的插拔力，分析了摩擦系数、过盈量等因素对插拔特性的影响，并建立电热耦合 模型对接触电阻进行仿真分析.周泽广等[12]采用热 网络分析法研究了温差发电器冷端在空气自然对 流、强制对流以及水冷等3种不同散热条件下的传 热特性，并进行了实验研究.Wang等™基于涡流场、气流场和温度场，多场耦合模拟了自然对流和强迫对 流条件下的整个开关柜温升分布，并对弹簧接触结构、真空断足各器和电流互感器进行了优化以减小温升.虽然国内外对电连接器的研究取得了一定成 果，但针对接触件结构参数对插拔特性的影响研究 较少.为了提高电连接器接触可靠性，文中针对一种 电连接器接触件的插拔特性和温升特性进行深入研 究，采用ABAQUS软件对接触件进行了插拔与温升 仿真，研究了接触件结构参数弹舌倾角a和弹舌支 撑间隙5对插拔力的影响以及导线截面积S和电流 对温升的影响，并通过试验研究了插拔力和温升的 变化情况.1理论分析1.1接触件插拔特性电连接器中的接触件都是成对出现的，图1为 一种电连接器接触件，包括插头端子和插座端子.当 插头端子插入插座端子时，因受到弹力的作用，接触 件间产生接触压力，这将直接成为插拔时的阻力.根 据胡克定律，当弹性接触件的弹力越大，也就是接触 件间的接触压力越大时，为克服此力产生的阻力而 所需的力也越大，也就是插拔力越大;反之亦然.在插入与拔出过程中，如图1(a)所示，接触件受到的 插拔力、接触压力、摩擦力保持稳定：F+ N+f=0(1)式中，？1为插拔力，#为接触压力，/为摩擦力.摩擦力主要取决于两个接触件之间的摩擦系 数，对于需要多次插拔的电连接器来说，接触件表面 的磨损将导致摩擦系数变化.而接触压力是影响插 拔力的主要因素，它不但与接触件材料的性能有关，还与接触件内部结构参数有关，如图1(b)中的弹舌 倾角a和弹舌支撑间隙5.1.2接触压力与接触电阻接触压力不仅影响插拔力，在它的作用下接触 件相互得以接触，电流接通，接触电阻也随之产生[13]，而接触电阻与接触件的生热率直接相关.随 着接触压力的增大，接触件上用于传输电流的真实 电接触面（非表观面积）也将增大，那么接触电阻也 将随之减小.经验公式为R=K(0. 102P)m(2)式中，为接触电阻，P为接触力，K为与接触材料 性质和接触表面情况有关的系数，m为与接触形式、压力、范围和实际接触面的数目有关的指数（实验 证明，在接触压力不太大的范围内，对于点接触，m=0.5;对于线接触，m=0.7;对于面接触，m= l).为了减小接触电阻，要求接触压力尽可能大，但过大 的接触压力也将导致插拔力过大而不易插拔，而且 接触压力大到一定程度，接触电阻减小幅度变小，此 时再通过增大接触压力来减小接触电阻反而得不偿 失.因此，设计接触件时要选择合适的接触压力，既 保证较小的插拔力又保证温升不至过大.1.3接触件温升特性电连接器的温升计算时，需要考虑电连接器接 触件的生热率以及传导、对流和辐射3种传热方式 引起的热量散失.图2接触件散热示意图Fig. 2 Heat exchange of connector电连接器接触件的生热率是指在电连接器的接 触件上施加额定的电流时，接触件在单位时间内释 放的热量.除了接触件之间的接触电阻^，电连接第4期贺占蜀等：电连接器接触件的插拔和温升特性61器还有接触件自身的体积电阻^、接触件与导线之 间的压接电阻^和导线自身的体积电阻考虑到金属材料的电阻率随温度变化，引入电阻温度系 数《，则单个接触件的生热率为q=f(R i+R2+R3+R4)[l+a(Tc.2〇)](3)式中:/为通过导体的电流；7；为元器件自身湿度. 本实验中，只：=〇.32m ft，只2 =1.46m ft，只3 =0.29m ft，导线电阻&随导线长度变化，输入电阻率由仿真模 型自行计算.接触件在通电后发出的热量一部分通过导线传 导出去，一部分通过热对流与热辐射散发到空气中，最终达到热平衡.因此，在进行电连接器的温升计算 时，需要考虑热传导、热对流和热辐射3种传热方式 引起的热量散失.热传导在电连接器里是一种重要的传热方式，热量经过导线然后通过导线绝缘皮向外传导.由傅 里叶定律可得0= - 羞 (4)式中，0为热流量，A为导热系数（热导率），皂为垂直于导热方向的截面积.电连接器的热对流方式主要是电连接器的外表 面与周围空气之间的自然对流，在进行计算时，对流 换热系数按照空气自然对流换热系数来取值.热对 流可以使用牛顿冷却方程来描述：0=hA2At(5)式中:毛为与流体接触的壁面面积;A t为物体与流 体表面间的温差;△为为对流换热系数，针对接触 件，采用大空间自然对流换热系数.物体表面的温度越高，热辐射效应就越明显.物 体表面的辐射遵循Stefan-Boltzmann定律：q=saA(T4s-T l)(6)式中Y为发射率，接触件为轻微氧化镀锡黄铜，发 射率取〇.■为Stefan-Boltzmann 常数，约为 5.67 X1(T8W/(m2*I〇为发热体表面的绝对温度，K;八为外界环境绝对温度，K.工程中，常把辐射换热 折算成对流换热处理.结合式（5)，可以推出辐射换 热系数：本实验的环境温度为25 °C，仿真所采用的大空 间自然对流换热系数和折算后的辐射换热系数如表1所示.表1接触件换热系数Table 1Coefficient of heat transfer表面温度/°C大空间自然对流换热系数/(W.m^.K-1)辐射换热系数/(W-m^-K-1) 250.000.0030 5.72 1.23407.50 1.29508.52 1.36609.23 1.43709.75 1.508010.21 1.589010.57 1.6510010.90 1.732仿真与实验2.1插拔的仿真与实验设置在Solid Works2014中建立电连接器接触件模 型，然后导入到ABAQUS6. 12软件，采用通用静态 分析步进行有限元仿真.在Property模块中定义各 零件的材料属性，插头端子与插座端子材料均为H65，其力学性能为:弹性模量105 GPa，泊松比0.35，屈服强度420 MPa.为保证ABAQUS/Standard求解 收敛，将插拔过程分成3个分析步:Incompact、I n和 Out,即预接触分析步、插入分析步和拔出分析步.在 Interaction模块中定义各零件的接触情况，插头端子 和插座端子之间接触模型中使用有限滑移，定义库 伦摩擦，摩擦系数为〇.2.在Load模块中初始分析 步中设置插座端子上下底部采用完全固定约束.在 插头端子参考点上设置位移载荷，插入分析步位移 量为3.5 mm，拔出分析步位移量则为0，即返回初始 位置.插头端子与插座端子均采用C3D10M网格，即修正的二次四面体单元，图3为划分网格后的接 触件.图3接触件网格划分Fig. 3 Finite element mesh of connector为了验证仿真分析的正确性，对电连接器进行 插拔实验，测量插入力和拔出力.在插拔实验之前，采用深圳洁盟清洗设备有限公司生产的JP-020S超 声波清洗机对接触件清洗10 m in，以去除油污和其62华南理工大学学报（自然科学版）第45卷他杂质.然后采用深圳三思纵横科技股份有限公司 生产的连接器插拔力专用试验机（UTM2103)进行 插拔实验（图4)，试验机下方的力传感器将采集的 力信号转变为电信号传输到计算机.图4插拔力实验机Fig. 4 Insertion-extraction forces testing machine2.2温升的仿真与实验设置在插拔仿真之后，将插入状态下变形后的网格 信息提取出来，替换原有文件中的初始网格信息，并 重新生成、导入该文件，进行温升仿真.电连接器两 端的连接导线实际由多根细铜丝组成，仿真时为了 简化模型，把导线所有细铜丝等效为单根相同截面 积的三维圆柱体导线模型，导线对流传热可以表示为^>=hc A3^=he q A3e c^t(8)式中为导线对流换热系数;4为导线所有铜丝 的总换热面积，该数值可几何计算得出；仏为物体与环境温度之间的温差，该数值通过热电偶测量得 出;为等效的单根导线对流换热系数，该数值通 过实验和计算相结合的方法得出;为等效的单根导线换热面积，该数值也可几何计算得出；实 验采用了 3种不同截面积的导线，分别为0.85, 1.00和1.25 mm2，对应的等效对流换热系数分别为 60.0、51.5 和 50.5W/(m2.K).材料的热学和电学特性如表2所示.接触件接 触部位、接触件与导线接触部位的接触属性都选择 为Tie.分析步模块中定义测量分析步并选择热电耦 合计算方式.设置接触电传导系数：式中，A为接触电阻，4为电接触面积.设置接触热 传导系数如下：式中，为电阻率，p为热导率.将热辐射折算成辐射 换热系数，与自然对流换热系数一并输入.最后加载面电流载荷，得到温度分布云图.表2接触件和导线热力学特性Table 2 Thermodynamic properties of connector材料密度，比热容/热导率/电阻率/(g.cm-3)(J.kg-i.K-1)(l〇-8H*m) H658.47380116 6.40导线8.96385394 1.65本实验采用热电偶法进行测量.温升实验仍然 采用清洗过的接触件，将多对相同接触件通过不同 粗细的导线压接并串联起来.实验采用图5所示 W YK-50A直流稳压电源，通入不同大小的恒定电 流，将K形热电偶粘到每个插座端子表面测量温度，再通过8422-51多通道数据记录仪将采集的温 度信号转变为电信号，传输到计算机.图5温升实验装置Fig. 5 Temperature rise test equipment3 结果分析3.1插拔的仿真与实验结果插拔时，插座端子的两个结构参数弹舌倾角a 和弹舌支撑间隙5直接决定着接触压力和插拔力的 大小.为了确定最优参数，在仿真时调整a和5的大 小，分析接触压力和插拔力的变化.插头端子插入插座端子后，插座端子弹舌最高 点下降的高度设置为〇.15mm.当间隙5小于0.15mm 时，如图6(a)所示，5=0.12111111，《从9°增大到42°，接触压力、插入力和拔出力分别从11.2、4.7和4.4 N 增大到35. 5、19.7和7.8 N;当间隙5大于0. 15 mm 时，如图6(b)所示，5=0. 18mm，接触压力、插入力 和拔出力随a从9°增大到42°而先增大后减小，在 a=24°时达到最大值，分别为13.0、6.6和3.7 N.这 是因为在其他条件不变的情况下，接触压力和插拔 力的大小主要由插入时弹舌支撑脚与水平面的夹角 和弹舌支撑脚产生的挠度决定.而不论间隙为何 值，a增大会使a'增大，同时弹舌支撑脚长度减小，将导致插入后的弹舌支撑脚挠度减小.在两者共同第4期贺占蜀等I 电连接器接触件的插拔和温升特性63作用下，接触压力和插拔力随a 增大先增大后减 小.而5增大使弹舌支撑脚挠度减小量增大，从而使接 触压力达到最大值的角度a ?咸小.所以当5 =0. 12mm 、a 在9°〜42°时，接触压力和插拔力尚未到达最大值，所以随a 增大持续增大;而当5 =0. 18m m 时，接 触压力和插拔力在a =24°时达到最大值，因此随a 从9°增大到42°而先增大后减小.10 20 30 40 50«/(°)(a ) 5=0.12m m16「+接触压力+插人力10 20~~30~~40 50«/(°)(b ) 5=0.18mm图6角度a 对接触压力和插拔力的影响Fig. 6 Effects of a on contact force and insertion-extraction force如图7所示，a = 15°时，随着5从0增大到 0.3mm ，接触压力、插入力和拔出力分别从15. 7、8. 8 和4.0洱逐渐减小至2.6、1.0和1.0〜，5从0.3111祖 增大至〇. 4 mm ，接触压力和插拔力保持不变.这是 因为，当5小宁0. 1mm 时，插座端子发生塑性变形， 即便间隙再减小，接触压力也不再增大;当5在0. 1〜 0.3 mm 时，随着间隙增大，接触压力减小；当5大管 0. 3 mm 时，即便角度再增大，尾部也不再支撑起作 用，插拔接触压力不再变化.所以5应在0. 1〜0. 3 mm 之间.为了减小接触电阻，接触压力要足够大，但随着 接触压力增大，插拔力也相应增大，对弹性接触件的 性能要求也越高，接触件的磨损也增大.所以从使用 者的角度考虑，接触压力不宜过大.综合考虑接触压力对插拔力和接触电阻的影响，最优参数为5 =0. 12mm 、a = 15°.图8为5 = 0. 12mm、a = 15°接触件插入时插座端子的应力分布云图.可以看出插座端子的最 大应力出现在弹舌最高点和折弯处，但均未超过材 料的屈服强度，接触件未发生塑性变形.应力/102MPa图8应力分布云图Fig. 8Numerical stresses distribution插拔力的仿真和实验结果对比如图9所示.以 插头端子与插座端子开始接触点为位移零点，插入 力为正，拔出力为负.随着插头端子的逐渐插入，弹 舌挠度不断增加，插入力逐渐增大，在插头端子到达 弹舌最高点时达到最大值.此时仿真最大插入力为6. 86 N ，略小于实验最大插入力7. 22 N .随着插头端 子继续插入，进入平稳插入阶段，接触压力方向由垂 直于弹舌表面变成垂直于插头端子表面，所以在平 稳插入阶段插入力减小并趋于稳定.在拔出阶段，拔 出力由稳定状态逐渐减小，仿真最大拔出力为6.02 N ， 与实验最大拔出力6. 09 N 吻合.在拔出阶段，插头 端子经过弹舌最高点后，接触压力方向又变成垂直 于弹舌表面，有助于插头端子拔出，拔出力骤然减 小.在最后拔出阶段，随着弹舌的挠度逐渐减小，插 头端子受到的拔出力逐渐减小到零.仿真结果与实 验结果吻合.3.2温升的仿真与实验结果电连接器工作时，通入的电流大小会对温升产64华南理工大学学报（自然科学版）第45卷图11接触电阻和辐射散热对温升的影响Fig. 11Effects of contact resistance and heat radiation on tem­perature rise图12所示为施加14 A 恒定电流时仿真和实验 得到的接触件温升瞬态曲线.可以看到仿真结果和实验结果趋势一致，温度在150 s 内迅速升高达到稳 定状态，且温升趋势符合热量指数增长规律[15]:T (t ) +7] (11)式中，K 为初始温度，K 为最终温，r 为与材料性质生影响，因此仿真分析了不同电流（5，8，11，14，17， 20 A )下的温升，图10为施加20 A 电流条件下，稳定后的温度分布云图.可以看出，接触件最高温度产生在两端子接触区，最大温升为72. 3 °C ，插头和弹舌 部位温升最高;因散热表面积相对较大，插座端子最 高温度小于插头端子.图10温度分布云图Fig. 10 Numerical temperature distribution为了评估接触电阻和辐射散热对电连接器温升 的影响，对不考虑接触电阻和辐射散热的情况进行了温升仿真.图11为导线截面积为〇. 85 mm 2时接 触电阻和辐射散热对最大温升的影响.在加载不同 电流的情况下，去除接触电阻，接触件最大温升下降 11%，由此可知接触电阻对最大温升影响明显;而在 不考虑辐射散热的情况下，接触件最大温升增大了 4%，辐射散热效应相对较小.8G「+无接触电阻，有辐射散热 A7〇-+有接触电阻，有辐射散热>+有接触电阻，无辐射散热^>60-// Z和几何接触面积有关的常数.在进行温升实验时，连接导线的规格也会对结果产生影响，导线截面积S 对接触件温升的影响如 图13所示.在相同的导线截面积下，接触件最大温 升均随电流的增大而逐渐增大，这是因为电流的增 大导致产生的热量增加.而在电流|定时，接触件最 大温升随导线截面积增大而减小.这是因为连接导 线较粗时，一方面自身电阻降低，另一方面传热能力 增强，同时会额外起到散热的作用.在20 A 电流时，S 从0. 85 mm 2增加到1.0mm 2，增加了 17%，最大温升从78 °C 下降到65 °C ，下降了 20% ; S 再增加到 1.25 mm 2，增加25%，最大温升下降到59 °C ，只下降 10%.这说明为了降低温升，可以适当增大导线直 径，但导线截面积增大到一定程度后，温升下降幅度 减缓，此时再通过增大直径来降低温升反而得不偿失.4结论文中通过ABAQUS 有限元分析软件，对电连接2018164/A 112流电110o ooo o5 43 21第4期贺占蜀等：电连接器接触件的插拔和温升特性65器接触件进行了插拔和温升仿真，并进行了插拔力和温升实验，得到以下结论：1) 当5 = 0.12m m时，插拔力和接触压力随a的增大而增大;当5 =0. 18m m时，插拔力和接触压力随a增大而先增大后减小；而当a =15°时，插拔力和接触压力随弹舌支撑间隙5增大而逐渐减小.2) 温升分析表明，在相同的导线截面积下，接 触件最大温升均随电流的增大而逐渐增大;而在输入电流一定时，接触件最大温升均随导线截面积增大而减小.3) 实验得到的插拔力和温升结果与仿真结果 吻合，验证了仿真分析的准确性.综合考虑插拔与温升，本实验中产品最优参数为5 =0.12 mm、a=15°.参考文献：[1 ]任万斌，王鹏，马晓明，等.微动诱发的触点电接触间歇失效现象研究[J].摩擦学学报,2013,33(4) :382-387.REN Wan-bin,WANG Peng,MA Xiao-ming,et al. Inter-mittency phenomenon of electrical contacts induced byfretting behavior [ J]. Tribology ,2013 ,33(4) ：382-387.[2] ITO T,0GIHARA S,HATTORIY Y. Observation of struc­tural transition of tin plated fretting contacts using FIB-SEM [ J]. IEICE Transactions on Electronics,2011 (9)：1350-1355.[3] ITO T, NOMURA Y,HATTORIY Y. Observation of tinplated fretting contacts using FIB-SEM [ J ]. IEICETransactions on Electronics,2010(9) ：1452-1455.[4] DO T K,COHEN T. Coupled thermal electrical finite ele­ment analysis of power contacts used in high speed diffe­rential connectors [ C ] // Proceedings of the 55 th IEEEHolm Conference on Electrical Contacts. Canada： [ s. n.],2009:124-128.[5] ANGADI S V，JACKSON R L，CH0E S，et al. A multi­physics finite element model of a 35 A automotive connec­tor including multiscale rough surface contact [ C] //P ro­ceedings of the 56th IEEE Holm Conference on ElectricalContacts. Charleston： [ s. n. ] ,2010：392-402.[6] CARVOU E,ABDI R E,RAZAFIARIVELO J,e t al. Ther­mo-mechanical study of a power connector [ J ]. Measure­m ent,2012,45(5) ：889-896.[7 ] BELOUFA A. Numerical and experimental optimization ofmechanical stress, contact temperature and electrical con­tact resistance of power automotive connector [ J ]. Inter­national Journal of Mechanics,2010,4(4) ：94-104.[8]刘帼巾，陆俭国，王海涛，等.接触器式继电器的失效分析[J].电工技术学报,2011,269(1) :81-85.LIU Guo-jin,LU Jian-guo, WANG Hai-tao. Failure analy­sis of contactor relay [ J ]. Transactions of China Electro­technical Society,2011,269( 1) ：81-85[9]潘骏，靳方建，陈文华，等.电连接器接触件结枸分析与插拔试验[J].中国机械工程,2013,22(12) :1636-1641.PAN Jun,JIN Fang-jian,CHEN W en-hua,et al. Structuralanalysis of electrical connector contacts and insertion-ex­traction test [ J]. China Mechanical Engineering,2013 ,22(12) ：1636-1641.[10] REN W B,LIANG H M,ZHAI G F. Thermal analysis ofhermetically sealed electromagnetic relay in high and lowtemperature condition [ C~\ // Proceedings of the 52ndIEEE Holm Conference on Electrical Contacts. Canada：[s. n. ] ,2006:110-116.[11]任万滨，崔黎,翟国富，等.电连接器接触件插拔特性与接触电阻的仿真分析[J].机电元件，2012,32(3) ：40-44,REN W an-bin,CUI Li,ZHAI GUO-fu,et al. Simulationof contacts inserted characteristics and contact resistancefor electrical connector [ J ]. Electromechanical Compo­nents,2012,32(3) ：40-44.[12]周泽广，朱冬生,吴红霞，等.温差发电器的传热特性分析与实验研究[】].华南理工大学学报（自然科学版），2011,39(11) :47-52.ZE Guang,ZHU Dong-sheng, WU Hong-xia,et al. Heattransfer characteristic analysis and experimental investi­gation of thermoelectric generator [ J ]. Journal of SouthChina University of Technology ( Natural Science Edi­tion) ,2011,39(11) ：47-52.[13] WANG Li-jun,ZHENG Wen-song,W ANG L iu-huo,etal. Electromagnetic-thermal-flow field coupling simula­tion of 12kV medium voltage switchgear [ J ]. IEEETransactions on Components，Packaging and Manufactur­ing Technology，2016,6(8) : 1208-1220.[14]王召斌，翟国富，黄晓毅.电磁继电器贮存期接触电阻增长的动力学模型[J].电工技术学报，2014,27(5) ：205-211.WANG Zhao-bin,ZHAI Guo-fu, HUANG Xiao-yi. Kine­tic model of contact resistance increment of electromag­netic relay in storage [ J]. Transactions of China Electro­technical Society,2014,27(5) ：205-211.[15] ZHU Z Y,LEE H P,CHEOK B T. Finite element analy­sis of thermal shock tests of RF connectors [J]. Journalof Materials Processing Technology ,2005,168 ： 291-295.(下转第80页）80华南理工大学学报（自然科学版）第45卷Reinforcement Design of BFRP-Reinforced Continuously-ReinforcedConcrete PavementZHANG Li-juan1XU Zhong-zheng1ZHONG Qing-wen2(1. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China；2. Administration Bureau for Highway of Guangdong Province, Guangzhou 510075, Guangdong, China)A b stra ct：In this paper,first,a model to describe the uniform temperature drop of BFRP (Basalt Fiber-Reinforced Plastics)bar-reinforced CRCP (Continuously Reinforced Concrete Pavement)is proposed.Next,by taking into consideration the dry shrinkage of concrete and the constraint by base,the formulas for the analytical solution of such crack control indicators as crack spacing,crack width and reinforcement stress are derived and verified through finite element simulation.Then,the effects of BFRP bar design and the corresponding material properties on crack control indicators are analyzed,and the indicators for the reinforcement design of BFRP-reinforced CRCP are recommended.The results show that (1) the crack spacing,crack width and reinforcement stress of BFRP bar all decrease with the increase of the percentage of longitudinal reinforcement,and smaller diameter and spacing of BFRP bar is better for the control of cracks at the same percentage of longitudinal reinforcement；(2 )with the in­crease of the elastic modulus of BFRP bar and with the bond stiffness between BFRP bar and concrete,both the crack spacing and the crack width decrease,while the reinforcement stress of BFRP bar almost remains unchanged; and some engineering countermeasures should be adopted to improve the elastic modulus of BFRP bar and the bond stiffness coefficient between BFRP bar and concrete.Moreover,for the reinforcement design of BFRP-reinforced CRCP,three crack control indicators are recommended,namely an average crack spacing lim it of2.0m,a crack width lim it of1.0 mm and a percentage of longitudinal reinforcement of not less than0.6%.Key words：road engineering；reinforcement design；analytical method;BFRP-reinforced;CRCP;uniform tem­perature drop；concrete shrinkage(上接第65页）Insertion-Extraction and Temperature Rise Properties of Electrical Connector HE Zhan-shu1ZHANG Yuan-xi1WANG Pei-zhuo1TANG Yong2SHAO Li-na(1. School of Mechanical Engineering//Engineering Laboratory of Anti-Fatigue Manufacturing Technology of Henan Province, ZhengzhouUniversity, Zhengzhou 450001, Henan, China；2. Key Laboratory of Surface Functional Structure Manufacturing of Guangzhou Higher Education Institutes, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China)Abstract ：Excessive or inadequate contact force of electrical connector may result in unsmooth insertion-extraction and excessive contact resistance and further cause contact failure.In order to improve the contact reliability of elec­trical connectors,the insertion-extraction and temperature rise properties of an electrical connector were discussed. In the investigation,first,the insertion-extraction force and temperature rise of the contactor were simulated by using ABAQUS.Then,the effect of clearance between spring and support frame S and angle of spring tongue a on the insertion-extraction force,as well as the influence of wire’s cross-sectional area S and current on the temperature rise were revealed.Finally,the variations of insertion-extraction force and temperature rise were measured by ex­periments.The results show that (1) when5=0. 12 mm,the insertion-extraction force increases with the increase of a;while when5=0. 18mm,the insertion-extraction force first increases and then decreases with the increase of a;(2) when a is constant,the insertion-extraction force decreases with the increase of(3) the temperature rise of the contactor increases with the increase of current,but decreases with the increase of wire^ cross-sectional area；and (4) the insertion-extraction force and temperature rise obtained by experiments are consistent with those obtained by prehensively considering the insertion-extraction force and temperature rise,the optimal parameters for the connector are suggested as5 =0• 12 mm and a= 15° •Key words：electrical connector；contact resistance；insertion-extraction force；temperature rise；finite element simulation。