[發明專利]一種線簧孔式電連接器接觸可靠性優化設計的方法和系統

有效

• 申請號: 202110664693.4
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113221293B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）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）人: 浙江理工大學
• 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所(普通合伙) 33285
• 代理人: 胡國平

本發明公開了一種線簧孔式電連接器接觸可靠性優化設計的方法和系統，所述方法包括：獲取電連接器的接觸可靠性設計模型；選擇電連接器的設計變量；根據電連接器接觸件性能要求，構建目標函數；確定優化設計的約束條件，并建立接觸可靠性優化設計模型；通過對所述接觸可靠性優化設計模型進行求解，獲得可靠性優化設計的方案。基于可靠性設計模型構建的優化設計模型，可以有效的保證設計的質量，對優化設計模型求解，快速獲得設計變量的值，簡化設計過程，提高設計效率，同時設計產品具有可靠性保證。

技術領域

本發明涉及電連接器技術領域，具體涉及一種線簧孔式電連接器接觸可靠性優化設計的方法和系統。

背景技術

電連接器廣泛用于航空、航天、機械、交通、通信等領域，是電氣設備與電氣系統之間實現連接的重要元件之一。隨著科學技術的發展，電子設備越來越復雜，對電連接器性能和可靠性的要求也越來越高。電連接器由接觸件、絕緣件、密封件和殼體等組成，而接觸件(包括插針和插孔)是電連接器完成電連接功能的核心零件，其通過插針和插孔的結合，實現電連接器的連接功能。接觸件的插針和插孔的接觸可靠性會對整個系統可靠性造成影響，所以，提高電連接器接觸件的可靠性，對系統的可靠性具有至關重要的作用。

電連接器接觸件的可靠性很大程度上取決于接觸件的結構設計，根據接觸件結構形式的不同，電連接器可分為線簧孔式、開槽收口式、絞線式、方形簧片式以及冠簧孔式等類型。線簧孔電連接器具有低接觸電阻、可靠接觸、高壽命、抗瞬斷、低插拔力等性能。

適當地提高接觸壓力可以降低接觸電阻，提高接觸可靠性和抗瞬斷的能力，但是也會相應的提高插拔力，提升線簧絲的應力以及加劇磨損從而影響插拔壽命。由于測量接觸壓力比較困難，通常用接觸件的插拔力來控制接觸壓力的大小。接觸壓力和線簧孔的結構形狀和尺寸參數密切相關，通過對線簧孔接觸件結構參數的優化，達到優化接觸壓力。現有的線簧孔電連接器接觸件的設計主要是依靠設計人員的經驗，通過反復調整設計方案和重新計算完成，設計過程繁瑣，設計質量難以保證，且設計效率低、周期長。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供一種線簧孔式電連接器接觸可靠性優化設計的方法和系統，通過建立優化設計模型，并進行求解，計算出電連接器的設計變量，簡化設計過程，提高設計效率，同時設計產品具有可靠性保證。

本發明公開了一種線簧孔式電連接器接觸可靠性優化設計的方法，所述方法包括：獲取電連接器的接觸可靠性設計模型；選擇電連接器的設計變量；根據電連接器接觸件性能要求和設計變量，構建目標函數；根據接觸可靠性設計模型，確定目標函數的約束條件，并建立接觸可靠性優化設計模型；通過對所述接觸可靠性優化設計模型進行求解，獲得可靠性優化設計的方案。

優選的，所述設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、內套內側半徑、內套長度和線簧絲傾角。

優選的，所述目標函數包括變量：接觸件插拔力和接觸電阻；使接觸件插拔力和接觸電阻最小化。

優選的，所述約束條件包括以下任一約束或它們的組合：

可靠度約束、接觸件不干涉約束、電接觸約束、線簧絲強度約束、插拔力約束、臨界接觸點坐標約束、權重系數約束。

本發明還提供一種用于實現上述方法的系統，包括模型獲取模塊、目標函數構建模塊、約束條件建立模塊、優化設計模型構建模塊和求解模塊，

所述模型獲取模塊用于獲取電連接器的可靠性設計模型；

所述目標函數構建模塊用于根據選擇的電連接器的設計變量和電連接器接觸件性能要求，構建目標函數；

所述優化設計模型構建模塊用于根據接觸可靠性設計模型，確定目標函數的約束條件，并建立接觸可靠性優化設計模型；

所述求解模塊，用于對所述接觸可靠性優化設計模型進行求解，獲得可靠性優化設計的方案。