[發(fā)明專利]一種線簧孔式電連接器接觸可靠性優(yōu)化設(shè)計的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110664693.4
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113221293B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢萍;王友維;王哲;陳文華;韓坤坤;馬震;林敏;劉鑫雨;錢永旺;姚華軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/02
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33285
• 代理人: 胡國平

1.一種線簧孔式電連接器接觸可靠性優(yōu)化設(shè)計的方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取電連接器的接觸可靠性設(shè)計模型；

選擇電連接器的設(shè)計變量；

根據(jù)電連接器接觸件性能要求和設(shè)計變量，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，

所述目標(biāo)函數(shù)表示為：

minf(x)＝ω₁F_c+ω₂r

x＝[r₂,r₃,r₄,L₂,θ,ω₁,ω₂] (22)

其中，f(x)表示為目標(biāo)函數(shù)，minf(x)表示為接觸件插拔力和接觸電阻最小化，r₂為線簧絲半徑、r₃為插針半徑、r₄為線簧插孔的內(nèi)套內(nèi)側(cè)半徑、L₂為內(nèi)套長度、θ為線簧絲傾角，ω_i為權(quán)重系數(shù)，F(xiàn)_c為接觸件的單孔插拔力，r表示為接觸電阻；

根據(jù)接觸可靠性設(shè)計模型，確定目標(biāo)函數(shù)的約束條件，并建立接觸可靠性優(yōu)化設(shè)計模型，

所述約束條件包括以下任一約束或它們的組合：接觸件不干涉約束、電接觸約束、插拔力約束、臨界接觸點坐標(biāo)約束、可靠度約束、線簧絲強(qiáng)度約束和權(quán)重系數(shù)約束；

通過對所述接觸可靠性優(yōu)化設(shè)計模型進(jìn)行求解，獲得可靠性優(yōu)化設(shè)計的方案；

約束條件中，所述可靠度約束用于對電連接器可靠性進(jìn)行約束：

R≥D1

其中，R表示為可靠度，根據(jù)可靠性設(shè)計模型計算得到，D1表示為可靠度的域值；

接觸件不干涉約束用于對接觸件的插針和線簧插孔進(jìn)行約束：

r₃+2r₂≤r₄ (24)；

電接觸約束用于對線簧插孔的喉圓半徑和插針半徑進(jìn)行約束：

其中，表示為線簧插孔的喉圓半徑；

線簧絲強(qiáng)度約束用于對線簧絲的屈服強(qiáng)度進(jìn)行約束：

其中，d₂為線簧絲直徑，T為線簧絲與插針之間的軸向力，σ表示為屈服強(qiáng)度，σ_max為線簧絲在端環(huán)固定端受到的最大應(yīng)力，σ_T為線簧絲表面受到的拉應(yīng)力，σ_s為屈服極限，E為線簧絲彈性模量，C₂為可靠性設(shè)計模型的一個系數(shù)；

所述插拔力約束表示為：

F_c＝nμ_fF_r0

0.21N≤nμ_fF_r0≤0.49N (27)

其中，F(xiàn)_c為接觸件的單孔插拔力，n為線簧絲的根數(shù)，μ_f為插針與線簧絲之間的摩擦系數(shù)，F(xiàn)_r0為插針與線簧絲之間的接觸壓力；

臨界接觸點坐標(biāo)約束用于對線簧絲與插針接觸的臨界接觸點x_λ的坐標(biāo)進(jìn)行約束：

其中，x_λ為線簧絲與插針接觸區(qū)域與未接觸區(qū)域的臨界接觸點，L₁為線簧絲在上下端環(huán)之間的長度，L2線簧孔的內(nèi)套長度，θ為線簧絲傾角，r₁^*為考慮線簧絲傾角以及內(nèi)套的倒圓角后修正后的端環(huán)中心圓的半徑，為修正后的內(nèi)套長，k₁、C₂和C₃為可靠度性設(shè)計模型的三個系數(shù)；

權(quán)重系數(shù)約束用于對目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行約束：

ω₁+ω₂＝1

0＜ω₁＜1

0＜ω₂＜1

ω₁＜ω₂ (29)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計變量包括以下任一變量或它們的組合：線簧絲半徑、插針半徑、內(nèi)套內(nèi)側(cè)半徑、內(nèi)套長度和線簧絲傾角。