环境温湿度对航天电连接器可靠性的影响

第３０卷第１５期中国机械工程V o l ．３０㊀N o ．１５２０１９年８月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p．１８６７Ｇ１８７２高温环境下电连接器内部温度有限元仿真分析及试验高㊀成㊀张㊀芮㊀黄姣英㊀赵㊀冬北京航空航天大学可靠性与系统工程学院,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Y ２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㊁试验设计及相关影响因素分析.利用S o l i d W o r k s 软件建立电连接器的三维模型,基于A N S Y S 对电连接器模型进行热电耦合仿真分析,得到了电连接器在不同环境温度下的内部温升及温度分布规律.设计电连接器内部温度测试系统,完成电连接器内部温度测试以及与仿真结果的对比验证.基于此仿真方法,研究芯数㊁工作电流及接触电阻对电连接器温度变化的影响,发现电连接器内部最高温度均随这三个影响因素的增大而增大.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:V ２４０．２D O I :１０．３９６９/j．i s s n ．１００４ １３２X．２０１９．１５．０１３开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):F i n i t eE l e m e n t S i m u l a t i o nA n a l y s e s a n dT e s t s o n I n t e r n a l T e m pe r a t u r e s of E l e c t r i c a l C o n n e c t o r s u n d e rH ig hT e m pe r a t u r e s G A O C h e n g ㊀Z HA N G R u i ㊀HU A N GJ i a o y i n g ㊀Z H A O D o n gS c h o o l o fR e l i a b i l i t y a n dS y s t e m sE n g i n e e r i n g ,B e i h a n g U n i v e r s i t y ,B e i j i n g,１００１９１A b s t r a c t :S i m u l a t i o n ,e x p e r i m e n t a ld e s i g na n di n f l u e n t i a l f a c t o r sa n a l ys i sw e r ec a r r i e do u t ,i n v i e wo f t h e d i f f i c u l t i e s t om e a s u r e t h e i n t e r n a l t e m pe r a t u r e s of t h e e l e c t r i c a l c o n n e c t o r s a n d t h e i n a c c u Ｇr a t em e a s u r e m e n t r e s u l t s ,t a k i ng Y ２t y p e e l e c t r i c a l c o n n e c t o r s a s th e r e s e a r c ho b je c t s ．T h r e e Ｇd i m e n Ｇs i o n a lm o d e lw a s c o n d u c t e db y S o l i d W o r k s ,t h e r m a l Ｇe l e c t r i c c o u p l i n g fi n i t ee l e m e n t s s i m u l a t i o nw a s i m p l e m e n t e db y A N S Y S ,a n d t h e n t e m p e r a t u r e r i s e a n d t e m p e r a t u r e f i e l dd i s t r i b u t i o nw e r e a n a l yz e d u n d e r d i f f e r e n t e n v i r o n m e n t a l t e m p e r a t u r e s ．As e t o f i n t e r n a l t e m p e r a t u r e t e s t s y s t e m sw a s d e s i gn e d ,a c t u a l i n t e r n a l t e m p e r a t u r e s o f e l e c t r i c a l c o n n e c t o r sw e r em e a s u r e d a n d t h e e x pe r i m e n t a l d a t a s h o wa g o o d a gr e e m e n tw i t h s i m u l a t i o n r e s u l t s ．T h e i n f l u e n c e s o f n u m b e r o f c o r e s ,c u r r e n t a n d c o n t a c t r e s i s t Ｇa n c e o n i n t e r n a l t e m pe r a t u r e sof e l e c t r i c a l c o n n e c t o r sw e r es i m u l a t e d ,a n d t h e r e s u l t ss h o wt h a t t h e m a x i m u mt e m p e r a t u r e s i n c r e a s ew i t h t h e i n c r e a s e s o f t h e t h r e e f a c t o r s ．K e y wo r d s :e l e c t r i c a lc o n n e c t o r ;t h e r m a l Ｇe l e c t r i cc o u p l i n g ;f i n i t ee l e m e n ts i m u l a t i o n ;i n t e r n a l t e m pe r a t u r e t e s t ;i nf l u e n t i a l f a c t o r 收稿日期:２０１８０７０４０㊀引言电连接器为电气终端之间提供连接与分离功能,可以实现电信号的传递㊁控制以及电连接,广泛应用于军事装备和航空航天设备中[１].统计数据显示,在所有的航空㊁航天系统故障中,由电连接器失效引起的故障占故障总数的３０％左右,造成的损失无法估量,其中,接触失效引发故障所占比例最高达到４６．１％,而高温是造成接触失效的一个最主要的因素.近年来有大量关于温度对电连接器影响的研究.A N S Y S 软件[２Ｇ３]是融合结构㊁流体㊁电场㊁磁场㊁声场和耦合场分析于一体的通用有限元分析软件.文献[４Ｇ５]通过A N S Y S 对电连接器温度场进行了仿真分析,研究了不同温度下电连接器的温度场分布.文献[６]通过建立高温电连接器三维仿真模型,对不同高温环境下电连接器的温度场进行了有限元仿真,并利用电磁加热装置和热电偶测试,验证了有限元热分析的正确性.文献[７]对某型电连接器在不同环境温度和振动应力综合作用下进行失效分析,确定了主要失效机理并进行了可靠性建模.文献[８]研究了热循环应力对电连接器可靠性的影响.文献[９]研究了７６８１ 中国机械工程h tt p://ww w.cm em o.or g.cn公众号：t ra ns -c me sCopyright©博看网 . All Rights Reserved.温度与振动对不同结构尺寸电连接器寿命的影响.当电连接器工作的环境温度特别高时,需要对电连接器内部耐高温性能有准确的预估,以防止电连接器在工作时由于内部温度过高而导致的失效.因此,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,以保证在最严酷的使用环境下电连接器不会产生电接触失效的现象.但由于电连接器零件多,内部结构复杂,且尺寸不规则,内部温度的测试有很大难度.本文针对Y ２型宇航分离脱落电连接器进行电连接器内部温度的有限元仿真,基于自主设计的内部温度测试系统进行电连接器内部温度检测试验,通过对比分析试验结果与仿真结果,验证有限元仿真的正确性,并基于该仿真方法研究了芯数㊁工作电流及接触电阻对电连接器内部温度的影响.１㊀电连接器内部温度有限元仿真方法１．１㊀电连接器特性分析选择８芯Y ２型宇航分离脱落电连接器作为研究对象,其外形㊁尺寸和装针绝缘体插合面视图如图１所示.图１㊀８芯Y ２型圆形密封电连接器外形F i g ．１㊀S h a pe of ８Ｇc o r eY ２c i r c u l a r s e a l e d e l e c t r i c a l c o n n e c t o r在进行仿真分析之前,需要分析电连接器与热电耦合仿真相关的产品特性,了解该型电连接器各主要组成部分所用材料特性,以及接触件的额定电流㊁接触电阻和绝缘电阻等关键电气参数.８芯Y ２型圆形密封电连接器的具体参数如表１所示.１．２㊀模型建立和网格划分S o l i d W o r k s 由于其建模功能强大㊁操作界面友好,提供了强大的二次开发接口,并以插件的形式集成了各种专业的分析模块,因此而得到了广表１㊀８芯Y ２型圆形密封电连接器部分参数T a b ．１㊀P a r t i a l p a r a m e t e r o f ８Ｇc o r eY ２c i r c u l a rs e a l e d e l e c t r i c a l c o n n e c t o r产品性能部件材料特性机械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接触件特性插配直径(mm )１１．５额定电流(A )３５接触电阻(m Ω)ɤ５ɤ３泛的应用[１０].进行有限元分析时,在不影响温度仿真模拟精度要求的前提下,对电连接器部分结构进行合理的简化:①螺纹对热分析影响较小,无法导入A N S Y S 中,可将其改成光滑曲面;②忽略外形倒角㊁凸台以及其余非关键的细节特征;③孔座㊁针座属于电连接器绝缘体部分,在建立模型时将其简化为一体.最终基于S o l i d W o r k s 构建的Y ２型８芯电连接器三维实体模型如图２所示.图２㊀８芯电连接器三维模型F i g．２㊀T h r e e Ｇd i m e n s i o n a lm o d e l o f ８Ｇc o r e e l e c t r i c a l c o n n e c t o r本文建立的三维模型主要包括影响电连接器温度变化和温度分布的部件:接触件㊁绝缘体和外壳体.网格划分时,电连接器模型中对温度变化影响最大的部分进行加强细化处理,其他区域根据具体情况进行网格大小调节,最终达到一种最理想的效果.因为接触件是通过电流直接生热的实体部分,所以设置其网格精度相关性为０,关联中心为高级(f i n e ).绝缘体的关联中心设置为中等(m e d i u m ),壳体的关联中心设置为粗糙(c o a r s e).整体网格划分效果如图３所示.１．３㊀内部温度仿真结果分析取电连接器的最高工作温度１２５ħ㊁１０５ħ㊁８５ħ和７０ħ作为本次试验的环境温度,通电电流设为８芯电连接器的额定电流３A .先设置电连接器工作温度为７０ħ,工作时间为２h ,得到的电８６８１ 中国机械工程第３０卷第１５期２０１９年８月上半月中国机械工程h tt p://ww w.cm em o.or g.cn公众号：t ra ns -c me sCopyright©博看网 . All Rights Reserved.图３㊀８芯电连接器网格划分示意图F i g ．３㊀D i a g r a mo f gr i dd i v i s i o n f o r ８Ｇc o r e e l e c t r i c a l c o n n e c t o r连接器温度仿真结果,如图４所示.由图４可以得出:①接触件是本次电连接器仿真时唯一产热的部件,通电的电连接器接触件温度最高,为７３．４４４ħ,高于环境温度约３．４４４ħ;②绝缘体上最高温度为７３．４４４ħ,最低温度为７０．０５５ħ;③壳体温度几乎不变,其最高温与最低温仅相差０．２ħ,因为壳体与绝缘体接触,而绝缘体的材料质量热容较大,导热性能差,而且壳体在电连接器工作时与外界进行热对流,所以其温度变化很小;④整体的温度变化规律是由接触件向外温度逐渐降低.最高温度出现在位于或者距离所有通电接触件几何中心最近的接触件上.孔座底部因为忽略了其散热,所以其平均温度高于上部平均温度.(a)俯视图(b )X 方向截面图图４㊀Y ２型电连接器内部温度分布F i g ．４㊀I n t e r n a l t e m pe r a t u r e d i s t r i b u t i o no fY ２e l e c t r i c a l c o n n e c t o r依次更改环境温度为８５ħ㊁１０５ħ㊁１２５ħ,由仿真结果可以看出,在不同环境温度下,电连接器的温度分布情况是相似的,温度变化规律也相同.环境温度较高的电连接器生成的最终最高温度较高,但温升值大致相同,仿真所得内部最高温度及温升如表２所示.表２㊀电连接器最高温度和温升T a b ．２㊀M a x i m u mt e m p e r a t u r e a n d t e m pe r a t u r e r i s e of e l e c t r i c a l c o n n e c t o r环境温度(ħ)最高温度(ħ)温升(ħ)７０７３．４４４３．４４４８５８８．４３４３．４３４１０５１０８．３３０３．３３０１２５１２８．５７０３．５７０２㊀电连接器内部温度测试２．１㊀环境温度监测装置设计本文使用D X ３１２C 保温箱提供电连接器工作环境温度,选用美国OM E G A 公司生产的D R １６０９型温度监测仪,同时使用热电偶传感器与温度监测仪连接实现保温箱内环境温度测试.将热电偶直接放在保温箱中的电连接器附近,误差忽略不计,可认为温度监测仪显示的温度即电连接器所处的环境温度.２．２㊀电连接器内部温度测试装置设计电连接器内部温度测试选用HO B O U X １００铂电阻温度记录仪和P T １００型铂电阻,铂电阻采样率为１０H z ,精度为ʃ０．１ħ,数据可同步上传到P C 机上.电连接器最高温升位于接触部位,温升检测值越接近最高温升越能有效地反映电连接器内部温升情况.通过开孔,将铂电阻紧贴接插件的表面实现电连接器内部温度检测.２．３㊀电连接器内部温度测试方案设计基于设计的电连接器环境温度和内部温度测试装置,进行Y ２型８芯电连接器内部温度测试.根据产品特性,设定最大试验电流为３A ,通过高温导线与接触件相接进行通电.测试中,通电２h ㊁断电０．５h ,直到温度冷却至室温.具体操作步骤如下:①将电连接器置于保温箱中,用螺丝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９６８１ 高温环境下电连接器内部温度有限元仿真分析及试验高㊀成㊀张㊀芮㊀黄姣英等中国机械工程h tt p://ww w.cm em o.or g.cn公众号：t ra ns -c me sCopyright©博看网 . All Rights Reserved.高温度平均值;⑤分别设置保温箱温度为７０ħ㊁８５ħ㊁１０５ħ㊁１２５ħ;⑥重复步骤④㊁步骤⑤.实际测试实物见图５.图５㊀电连接器内部温度试验实物图F i g ．５㊀P h y s i c a l d i a g r a mo f i n t e r n a l t e m pe r a t u r e t e s t of e l e c t r i c c o n n e c t o r２．４㊀试验数据处理分析按照上述温度测试方法进行电连接器内部温度测试试验,实时监测电连接器接触件的温度.利用线性插值法对试验数据进行系统误差校准,得到电连接器内部最高温度,重复５次上述温度测试试验,将温度测试试验结果取平均值,并与仿真结果比较,得到仿真结果与试验结果的偏差如表３所示.表３㊀仿真最高温度与试验最高温度比较T a b ．３㊀C o m p a r i s o no fm a x i m u mt e m pe r a t u r e b e t w e e n s i m u l a t i o na n d t e s t环境温度(ħ)Y ２型电连接器试验结果(ħ)仿真结果(ħ)误差(％)７０７６．０８７７３．４４４３．６８５９２．０５９８８．４３４４．１１０５１１１．９０４１０８．３３０３．８１２５１３３．７１２１２８．５７０４．０㊀㊀误差的计算是仿真结果减去试验结果的绝对值与试验结果的比值,误差产生原因可能是A N ＧS Y S 仿真环境中传热系数为经验值,与实际传热系数存在差异.由表３可知,这４次试验中,误差的平均值为３．８７５％,最大值为４．１％,最小值为３．６％,均未超过５％.由此可见利用S o l i d W o r k s软件进行建模,再使用A N S Y S 有限元软件进行热电耦合分析,可对工作状态下的电连接器进行内部温度测试仿真.３㊀电连接器内部温度有限元仿真方法应用３．１㊀芯数对电连接器内部温度的影响电连接器有多种不同的芯数,Y ２型电连接器的接触件从几件到几十上百件,不同芯数的电连接器的内部温度场也不同.本文选择常用的四种芯数电连接器(８芯㊁２４芯㊁３６芯㊁５０芯)进行芯数与内部温度相关性的研究.在环境温度为７０ħ下,对每种芯数的电连接器设定电流为３A ,设置对流环境为S t a g n a n tA i r ＧS i m pl i f i e dC a s e (空气静止简化模型),分析其温度场分布情况.图６为不同芯数电连接器的内部温度场分布云图.(a )８芯(b )２４芯(c )３６芯(d )５０芯图６㊀４种Y ２型电连接器温度分布图F i g ．６㊀T e m p e r a t u r e d i s t r i b u t i o nd i a g r a mo f ４t y pe s Y ２e l e c t r i c a l c o n n e c t o r s０７８１ 中国机械工程第３０卷第１５期２０１９年８月上半月中国机械工程h tt p://ww w.cm em o .o r g.cn公众号：t ra n s -c me sCopyright©博看网 . All Rights Reserved.㊀㊀８芯内部最高温度为７３．４４４ħ,２４芯内部最高温度为７７．８３５ħ,３６芯内部最高温度为８０．８４７ħ,５０芯内部最高温度为８２．９７６ħ,且４种芯数的电连接器温度分布规律相似,均是接触件中心位置温度最高,内部最高温度的位置较为集中.由此可知,随着接触件数目的增加,电连接器内部最高温度不断升高,同时温升也增大.３．２㊀电流对电连接器内部温度的影响电连接器内部接触件材料都是由金属构成,电流经过接触件时,金属本身的电阻以及接触件表面的接触电阻会产生热量,当接触件产生的热量超出正常范围时,会导致电连接器内部温度过高,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,引起电连接器的故障.本节在接触电阻固定的情况下,研究工作电流对电连接器内部温度的影响.选取Y ２型８芯㊁２４芯㊁３６芯电连接器,工作电流分别为３A ㊁５A ㊁７A ㊁９A ,环境温度设置为７０ħ,不同芯数电连接器内部最高温度随电流的变化曲线见图７.图７㊀内部最高温度随电流的变化F i g ．７㊀T h e c h a n ge of I n t e r n a lm a x i m u m t e m pe r a t u r ew i t h c u r r e n t 随着电流的增大,电连接器内部最高温度逐渐升高,基本呈指数增长关系,电流由３A 增长到９A ,８芯㊁２４芯㊁３６芯电连接器内部最高温度分别由７３．４４４ħ㊁７７．８３５ħ㊁８０．８４７ħ升高到８８．１５６ħ㊁９０．９４５ħ㊁９３．１８９ħ,变化明显.为避免电连接器内部温度过高,参考G J B １２１７ ２００９A 方法１００５中规定,７０ħ暴露温度下连接器的内部最高温度应不超过８４ħ,则根据仿真结果８芯电连接器工作时的电流应不超过７A ,２４芯电连接器工作时的电流应不超过５A ,３６芯电连接器工作时的电流应不超过４A .基于此方法可以确定不同环境温度下,不同芯数的电连接器最大工作电流.３．３㊀接触电阻对电连接器内部温度的影响接触件表面接触电阻对于电连接器而言是重要的产热源,接触电阻的大小对电连接器最高内部温度有很大的影响.选取８芯㊁２４芯㊁３６芯㊁５０芯Y ２型电连接器,通过改变接触件接触电阻的大小,研究其对电连接器温度场的影响.设置接触电阻为１㊁２㊁３㊁４㊁５㊁６m Ω,接触件电流为３A ,环境温度为８５ħ,仿真得到最高温度随接触电阻变化的情况,如图８所示.图８㊀最高温度随接触电阻的变化F i g ．８㊀T h e c h a n g e o fm a x i m u mt e m pe r a t u r e w i t h c o n t a c t r e s i s t a n c e随着接触电阻的增大,电连接器内部最高温度逐渐升高,电阻与最高温度之间基本成线性关系,接触电阻由１m Ω变化至６m Ω,２４芯㊁３６芯㊁５０芯电连接器内部温度变化明显,８芯内部最高温度变化较为平缓.参考G J B １２１７ ２００９A 方法１００５中规定,８５ħ暴露温度下连接器的内部最高温度应不超过１０２ħ,则根据仿真结果,２４芯电连接器允许的最大接触电阻约为４m Ω,３６芯电连接器允许的最大接触电阻应小于３．５m Ω,５０芯电连接器允许的最大接触电阻应小于３m Ω,而８芯电连接器由于内部芯数较少,相同接触电阻条件下发热量少,故８５ħ暴露温度下允许的最大接触电阻相较于另外三种芯数电连接器最大接触电阻明显高.４㊀结论(１)建立Y ２型宇航分离脱落电连接器的三维仿真模型,利用有限元分析软件得到了电连接器在不同环境温度下的内部温度分布及温升.(２)设计电连接器内部温度测试系统,完成８芯Y ２型电连接器内部温度测试并验证了有限元分析的正确性.(３)研究芯数㊁工作电流和接触件接触电阻对电连接器内部温度变化的影响,发现电连接器内部最高温度均随这三个影响因素的增大而增大.１７８１ 高温环境下电连接器内部温度有限元仿真分析及试验高㊀成㊀张㊀芮㊀黄姣英等中国机械工程h tt p://ww w.cm em o.or g.cn公众号：t ra ns -c me sCopyright©博看网 . All Rights Reserved.参考文献:[１]㊀骆燕燕,马旋,李小宁,等．航空电连接器热循环试验与寿命预测[J ]．中国机械工程,２０１８,２９(３):３３３Ｇ３３９．L U O Y a n y a n ,MAX u a n ,L IX i a o n i n g ,e t a l ．T h e r Ｇm a lC y c l i n g Te s ta n d L if eP r e d i c a t i o no f A v i a t i o n E l e c t r i c a lC o n n e c t o r s [J ]．C h i n a M e c h a n i c a lE ng i Ｇn e e r i n g,２０１８,２９(３):３３３Ｇ３３９．[２]㊀Z HUZY ,L E E HP ,C H E O KBT．F i n i t eE l e m e n tA n a l y s i s o fT h e r m a l S h o c kT e s t s o fR FC o n n e c t o r s [J ]．J o u r n a lo f M a t e r i a l sP r o c e s s i n g Te c h ．,２００５,１６８(２):２９１Ｇ２９５．[３]㊀WA N G X i n ,X U L i a n g ju n ．F i n i t e E l e m e n t M o d e l A n a l ys i s o fT h e r m a lF a i l u r e i nC o n n e c t o r [J ]．J o u r Ｇn a l o f Z h e j i a n g U n i v e r s i t y Sc i e n c eA ,２００７,８(３):３９７Ｇ４０２．[４]㊀杜永英,孙志礼,王宇宁,等．基于热分析的电连接器的温度应力研究[J ]．机械设计与制造,２０１３(１０):４２Ｇ４４．D U Y o n g y i n g ,S U N Z h i l i ,WA N G Y u n i n g,e ta l ．S t u d y o nT e m pe r a t u r eS t r e s sf o rE l e c t r i c a l C o n n e c Ｇt o rB a s e do nt h eT h e r m a lA n a l y s i s [J ]．M a c h i n e r yD e s i g n &M a n u f a c t u r e ,２０１３(１０):４２Ｇ４４．[５]㊀李志博,朱玛,张高峰．A N S Y S 在电连接器温升分析中的应用[J ]．计算机应用与软件,２０１１,２８(５):１８９Ｇ１９２L IZ h i b o ,Z HU M a ,Z HA N G G a o f e n g ．A p p l y i n gA N S Y Si n A n a l y s i s T e m pe r a t u r e R i s eo fE l e c t r i c C o n n e c t o r [J ]．C o m p u t e r A p p l i c a t i o n s a n d S of t Ｇw a r e ,２０１１,２８(５):１８９Ｇ１９２．[６]㊀许成彬,潘骏,陈文华,等．高温电连接器有限元分析与接触件插拔试验[J ]．工程设计学报,２０１５,２２(３):２５０Ｇ２５５．X U C h e n gb i n ,P A N J u n ,C H E N W e n h u a ,e ta l ．F i n i t eE l e m e n tT h e r m a lA n a l y s i s a n dP l u g g i n g Te s t of t h e H igh T e m pe r a t u r eE l e c t r i c a lC o n n e c t o r [J ]．C h i n e s eJ o u r n a lof E ng i n e e r i n g D e s i g n ,２０１５,２２(３):２５０Ｇ２５５．[７]㊀靳哲峰．环境综合应力作用下航天点链接可靠性分析与建模[D ]．杭州:浙江大学,２００３:５Ｇ２１．J I NZ h e f e n g ．F a i l u r eA n a l y s i sa n dR e l i a b i l i t y M o d Ｇe l i n g fo rE l e c t r i c a lC o n n e c t o r su n d e r t h eA c t i o no f C o m b i n e dE n v i r o n m e n t S t r e s s [D ]．H a n g z h o u :Z h e Ｇj i a n g U n i v e r s i t y,２００３:５Ｇ２１．[８]㊀骆燕燕,王振,李晓宁,等．电连接器热循环加速试验与失效分析研究[J ]．兵工学报,２０１４,３５(１１):１９０８Ｇ１９１３．L U O Y a n y a n ,WA N G Z h e n ,L IX i a o n i n g,e ta l ．A c c e l e r a t e dT h e r m a l C y c l i n g Te s t a n dF a i l u r eA n a l Ｇys i s o fE l e c t r i c a lC o n n e c t o r s [J ]．A c t aA r m a m e n t a Ｇr i i ,２０１４,３５(１１):１９０８Ｇ１９１３．[９]㊀宋万里,张训义,孙志礼,等．不同结构尺寸的电连接器的温度与振动分析[J ]．机械设计与制造,２０１７(１):１３Ｇ１５．S O N G W a n g l i ,Z HA N G X u n y i ,S U N Z h i l i ,e t a l ．T e m p e r a t u r e a n d V i b r a t i o n A n a l ys i s o f E l e c t r i c C o n n e c t o ro n D i f f e r e n t S t r u c t u r a l D i m e n s i o n [J ]．M a c h i n e r y D e s i gn &M a n u f a c t u r e ,２０１７(１):１３Ｇ１５．[１０]㊀秦宁,章志兵,许恒建,等．基于S o l i d W o r k s 的钣金成形快速分析系统开发[J ]．中国机械工程,２０１１,２２(９):１０２６Ｇ１０３０．Q I N N i n g ,Z HA N GZ h i b i n g ,X U H e n g ji a n ,e t a l ．D e v e l o p m e n t o fF a s tA n a l ys i sS o f t w a r ef o rS h e e t M e t a lF o r m i n g B a s e d o n S o l i d W o r k s [J ]．C h i n a M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g,２０１１,２２(９):１０２６Ｇ１０３０．(编辑㊀王艳丽)作者简介:高㊀成,男,１９７２年生,研究员.研究方向为电子元器件可靠性评价㊁大规模集成电路测试.张㊀芮(通信作者),女,１９９４年生,硕士研究生.研究方向为电子元器件可靠性分析.E Ｇm a i l :１５９４３１７５７２＠q q．c o m .２７８１ 中国机械工程第３０卷第１５期２０１９年８月上半月中国机械工程h tt p://ww w.cm em o.or g.cn公众号：t ra ns -c me sCopyright©博看网 . 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连接器检测一般涉及以下几个项目：插拔力测试、耐久性测试、绝缘电阻测试、振动测试、机械冲击测试、冷热冲击测试、混合气体腐蚀测试等。

连接器具体测试项目如下：（一）连接器插拔力测试参考标准：EIA-364-13目的：验证连接器的插拔力是否符合产品规格要求。

原理：将连接器按规定速率进行完全插合或拔出，记录相应的力值。

（二）连接器耐久性测试参考标准：EIA-364-09目的：评估反复插拔对连接器的影响，模拟实际使用中连接器的插拔状况。

原理：按照规定速率连续插拔连接器直至达到规定次数。

（三）连接器绝缘电阻测试参考标准：EIA-364-21目的：验证连接器的绝缘性能是否符合电路设计的要求或经受高温，潮湿等环境应力时，其阻值是否符合有关技术条件的规定。

原理：在连接器的绝缘部分施加电压，从而使绝缘部分的表面或内部产生漏电流而呈现出来的电阻值。

（四）连接器耐电压测试参考标准：EIA-364-20目的：验证连接器在额定电压下是否能安全工作，能否耐受过电位的能力，从而评定连接器绝缘材料或绝缘间隙是否合适。

原理：在连接器接触件与接触件之间，接触件与外壳之间施加规定电压并保持规定时间，观察样品是否有击穿或放电现象。

（五）连接器接触电阻测试参考标准：EIA-364-06/EIA-364-23目的：验证电流流经接触件的接触表面时产生的电阻值。

原理：通过对连接器通规定电流，测量连接器两端电压降从而得出电阻值。

（六）连接器振动测试参考标准：EIA-364-28目的：验证振动对电连接器及其组件性能的影响。

振动类型：随机振动，正弦振动。

（七）连接器机械冲击测试参考标准：EIA-364-27目的：验证连接器及其组件耐冲击的能力或评定其结构是否牢固。

测试波形：半正弦波，方波。

（八）连接器冷热冲击测试参考标准：EIA-364-32目的：评估连接器在急速的大温差变化下，对于其功能品质的影响。

（九）连接器温湿度组合循环测试参考标准：EIA-364-31目的：评估连接器在经过高温高湿环境储存后对连接器性能的影响。

脱落电连接器，又称分离电连接器，是一种广泛应用于航空航天、军事、通信等领域的高可靠性连接器件。

其主要功能是在电气设备或系统之间实现信号的传输与分离。

在特定环境下，如高气压、高振动、高冲击等极端条件下，脱落电连接器能够确保电气连接的稳定性和可靠性。

脱落电连接器的工作原理可以概括为以下几个方面：1. 接触件设计：脱落电连接器的核心部件是接触件，通常采用弹簧顶针、Pogo Pin等组件。

接触件的设计要求表面光滑，呈小圆半球形，以保证在插拔过程中具有良好的导电性能和稳定性。

此外，接触件的斜面设计和平底设计也是影响连接性能的关键因素。

斜面设计可以确保接触件与插座保持良好的接触，降低接触阻抗；平底设计则有助于避免因结构差异导致的接触不良。

2. 密封性能：脱落电连接器通常应用于恶劣环境，因此其密封性能至关重要。

密封设计需要考虑连接器在高压、高温、低温、湿度等多种环境下的气密性，以防止外部环境对内部电气性能造成影响。

为实现高气密要求，脱落电连接器采用了特殊的密封材料和结构设计，如O型圈、密封胶等。

3. 防水防短路设计：脱落电连接器在使用过程中，可能会遇到雨水、海水等液体环境。

为防止液体侵入连接器内部，造成短路故障，脱落电连接器采用了防水设计。

此外，连接器内部的隔离结构也能有效防止短路现象的发生。

4. 信号传输与分离：脱落电连接器通过接触件将信号传输至目标设备，当需要分离时，通过机械或电磁方式实现接触件的断开，从而实现信号的分离。

在信号传输过程中，脱落电连接器需要满足特定的电气性能指标，如阻抗、插拔力、接触电阻等。

5. 动态应力条件下的稳定性：脱落电连接器在振动、冲击、碰撞等动态应力条件下，需要保证接触对的电连续性。

为满足这一要求，脱落电连接器采用了抗振、抗冲击的设计，以降低动态应力对连接性能的影响。

温湿度对风电电气产品性能的影响风电电器产品常年都设置在户外，而且风电组多为复杂的大型设备，因此经常处于温湿度较高的环境中会对风电电器产品的正常运行造成严重的影响。

因此本文经过研究，得出了温湿度对风电电器产品性能的影响因素。

标签：风电电器;温湿度;产品性能引言：电气行业工作中发现，配电设备的容易在深夜发生故障或是事故，而且机电设备经常在潮湿闷热的春夏季发生故障，当温度骤然降低或是升高的季节也非常容易发生机电的事故。

这些规律也常在风电电气产品中出现。

而且由于近年来温室效应日渐严重，气温上升异常，而且由此导致了高温高湿的多变气候逐渐形成。

这使得常年暴露在室外的风电电气产品面临越来越多的威胁。

在这些风电电气产品运行时空气的温湿度对机器的安全运行产生非常大的影响。

一、高温高湿环境对风电电气产品性能的影响1.1风电电气产品所处环境温度高温环境下，风电电气的电机工作发热会导致温度过高，但是由于散热较难，在这种环境下电气工作持续工作严重的话会导致电源线破裂、短路或发生触电时间，从而缩短了设备的使用寿命。

由于风电电气产品的部件可能会在高温下软化，导致降低性能，或是改变特性，造成潜在的损坏风险和氧化现象。

而温度过低则会导致开裂，脆化，活动部件咬死，以及特性的改变。

此外，在低温条件下，空气密度的增加也会引起马达单元的额定输出增加（尤其是失速型风机组），从而导致风电电气产品出现过载的危险，导致事故的发生。

与此同时，还会引起风力发电机叶片阻尼结构特性的变化，振动增大，从而导致风电电气产品的叶片后缘结构，导致裂缝产生，造成机器运行的安全隐患。

当温度明显低于零度时，水蒸气突然冻结，严重影响风电电气产品的运行，还会对其造成严重的损害。

例如冰块的大小会改变叶片的外部尺寸。

降低风力利用率，叶片上结冰还有可能导致其脱落时损坏风电产品的底层不见。

我国大陆的风能资源主要集中在北部三个地区（东北，北部，西北）和东南沿海，北部三个地区的平均气温低于南方地区，而且温差较大，特别是在冬季寒冷的时候。

qJ 中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ 165A-95航天电子电气产品安装通用技术要求1995-X34-2b发布1995--I4-26实施中国航天工业总公司发布中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ 165A —95航天电子电气产品安装通用技术要求代替QJ 165—89 l主题内容与适用范围本标准规定了航夭电子电气产品安装的通用技术要求及质量保证措施.本标准适用于航天电子电气产品的设计、生产、检验和验收，引用本标准时应在设计和工艺文件中注明:“按QJ 165进行安装和检验’，本标准亦可作为订货方和生产方签订合同的技术依据.民用电子电气产品可参照使用。

2引用标准GB 2423.28电工电子产品基本环境试验规程试验T：锡焊试验方法GB 2423.32电工电子产品基本环境试验规程润湿称量法可焊性试验方法GS 2681电工成套装且中的导线颜色GB 3131锡铅焊料GB 4677.10印制板可焊性测试方法GB 9914卯锡焊用液态焊剂(松香基)GJB 1696航天系统地面设施电磁兼容性和接地要求QJ 201印制电路板技术条件QJ 518印制电路板外形尺寸系列QJ 548它电子产品零件制造和机械装配通用技术条件QJ 603电缆组装件制作通用技术条件QJ 786半导休集成电路筛选技术条件Q1 787半导休分立器件筛选技术条件QJ 788担电解电容器筛选技术条件QJ 789密封电磁继电器筛选技术条件QJ 831航天用多层印制电路板技术条件QJ 903基本产品工艺文件管理制度QJ 930绕接技术条件QJ 931电子产品控制多余物规范QJ 1209印制电路板金属化孔技术条件QJ 1714航天产品设计文件管理制度QJ 1719印制电路板阻焊膜及字符标志技术条件QJ 1721.1~18压接端子和接头QJ 1722线扎制作工艺细则QJ 1745波峰焊接技术条件QJ 1746压接端子和接头总技术条件QJ 1781.1 S31—11聚氨酪绝缘漆防护喷涂工艺细则QJ 1781.2 7385聚氨酩清漆防护喷徐工艺细则QJ 1781.3 7182聚氮酣清漆防护喷涂工艺细则QJ 1781.4 P.P.S聚氨酷有机硅改性绝缘清漆防护喷涂工艺细则QJ 1885航夭产品设计文件工艺性审查QJ 1969电子产品质盆控制的一般要求QJ 2081电线电缆端接用手动模压式压接工具通用技术条件QJ 2288开式压线筒扁平快接端子通用技术条件QJ 2465片状电阻器、电容器手工表面装联工艺技术要求QJ 2600波峰焊接工艺技术要求QJ 2633模压式压接连接通用技术条件QJ 2711静电放电敏感器件安装工艺技术要求QJ / Z 76印制电路板设计规范QJ / Z 146导线端头处理工艺细则QJ / Z 147电子元器件搪锡工艺细则QJ / Z 151螺纹连接胶封和点标志漆工艺细则QJ / Z 154印制电路板组装件装联工艺细则QJ / Z 155绕接工艺细则QJ / Z 156 S01—3聚氮醋清漆防护喷涂工艺细则QJ / Z 159.1 整机及部件密封灌注工艺细则QJ / Z 159.2 印制电路板组装件灌封工艺细则QJ / Z 159.3 局部封装工艺细则QJ / Z 160 手工锡焊工艺细则3技术要求3.1一般要求3.1.1航天电子电气产品的设计文件、工艺规程、操作细则、检验标准、质量保证措施及其它有关技术要求均应符合本标准及有关标准的规定.3.1.2本标准规定内容以外的技术要求，应在产品专用技术条件和设计、工艺文件中注明，但不得于本标准的规定相抵触。

射频同轴连接器标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述射频同轴连接器作为一种重要的电子连接器，广泛应用于电信、无线通信、航空航天等领域。

其性能和质量对于整个系统的运行稳定性和可靠性起着至关重要的作用。

为了确保不同厂家生产的射频同轴连接器具有互通性和一致性，制定了一系列的标准来规范其设计、制造和测试要求。

本文将重点讨论射频同轴连接器标准的重要性、现状和未来发展趋势，以期为相关行业的从业者提供参考和指导。

部分的内容1.2 文章结构文章结构部分的内容:文章结构包括了引言、正文和结论三大部分。

在引言部分，我们将对射频同轴连接器进行概述，介绍文章的结构以及阐明文章的目的。

在正文部分，我们将进一步探讨射频同轴连接器的定义、主要特点和应用领域，以便读者更好地了解这一主题。

最后，在结论部分，我们将强调射频同轴连接器标准的重要性，讨论当前标准的现状，并展望未来标准的发展趋势。

通过这样的结构，读者将能够全面了解射频同轴连接器标准的相关内容，为进一步研究和实践提供参考和指导。

1.3 目的本文的主要目的是探讨射频同轴连接器标准的重要性及其在现代通讯领域的应用。

通过对射频同轴连接器的定义、主要特点以及应用领域的介绍，希望读者能够更全面地了解这一连接器的重要性。

同时，通过对目前射频同轴连接器标准的现状和未来发展趋势的分析，为相关行业的技术人员和决策者提供参考，促进射频同轴连接器标准化工作的进一步发展，推动整个行业的健康发展。

目的部分的内容2.正文2.1 射频同轴连接器的定义射频同轴连接器是一种用于连接射频传输线路的电连接器，其设计旨在确保射频信号在连接过程中传输的稳定性和可靠性。

同轴连接器通常由两个主要部分组成，即母头（插头）和公头（插座），通过这两个部分之间的结构设计和金属接触，实现射频信号的传输。

射频同轴连接器的设计考虑了信号传输的频率范围、阻抗匹配、电气特性和机械性能等因素。

在连接器的内部结构中，还包括了密封件和保护层，以确保连接器在各种环境条件下都能够保持良好的连接状态。

RJ45连接器的三大基本性能连接器的三大基本性能连接器的基本性能可分为三大类连接器的基本性能可分为三大类：：即机械性能、电气性能和环境性能。

1．机械性能 就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。

插拔力分为插入力和拔出力（拔出力亦称分离力），两者的要求是不同的。

在有关标准中有最大插入力和最小分离力规 定，这表明，从使用角度来看，插入力要小（从而有低插入力LIF 和 无插入力ZIF 的结构），而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。

另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。

机械寿命实际上是一种耐久性（durability）指标，在国标GB5095中把它叫作机械操作。

它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能（如接触电阻值）作为评判依据。

连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构（正压力大小）接触部位镀层质量（滑动摩擦系数）以及接触件排列尺寸精度（对准度）有关。

2．电气性能 连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。

① 接触电阻 高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。

连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。

② 绝缘电阻 衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标，其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。

③ 抗电强度 或称耐电压、介质耐压，是表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。

④ 其它电气性能。

电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果，一般在100MHz~10GHz 频率范围内测试。

对射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等电气指标。

由于数字技术的发展，为了连接和传输高速数字脉冲信 号，出现了一类新型的连接器即高速信号连接器，相应地，在电气性能方面，除特性阻抗外，还出现了一些新的电气指标，如串扰（crosstalk），传输延 迟（delay）、时滞（skew）等。

接插件的三大基本性能连接器的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。

1．机械性能就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。

插拔力分为插入力和拔出力（拔出力亦称分离力），两者的要求是不同的。

在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小（从而有低插入力LIF和无插入力ZIF的结构），而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。

另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。

机械寿命实际上是一种耐久性（durability）指标，在国标GB5095中把它叫作机械操作。

它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能（如接触电阻值）作为评判依据。

连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构（正压力大小）接触部位镀层质量（滑动摩擦系数）以及接触件排列尺寸精度（对准度）有关。

2．电气性能连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。

①接触电阻高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。

连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。

②绝缘电阻衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标，其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。

③抗电强度或称耐电压、介质耐压，是表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。

④其它电气性能。

电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果，一般在100MHz~10GHz频率范围内测试。

对射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等电气指标。

由于数字技术的发展，为了连接和传输高速数字脉冲信号，出现了一类新型的连接器即高速信号连接器，相应地，在电气性能方面，除特性阻抗外，还出现了一些新的电气指标，如串扰（crosstalk），传输延迟（delay）、时滞（skew）等。

3．环境性能常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾、振动和冲击等。