基于ADAMS的连接器机械分离力分析及优化技术研究.pdf

《基于ADAMS的连接器机械分离力分析及优化技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第５期机电元件Ｖｏｌ畅３６Ｎｏ畅５２０１６年１０月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＯｃｔ畅２０１６工艺与材料基于ADAMS的连接器机械分离力分析及优化技术研究徐乐，高树良，翟国富（哈尔滨工业大学军用电器研究所，黑龙江哈尔滨，１５０００１）摘要：机械分离力是分离脱落电连接器的关键性能指标之一。机械分离力的一致性将影响到分离脱落电连接器在装备系统中的性能和可靠性。本文以某型号分离脱落电连接器为研究对象。采用ＡＤＡＭＳ仿真软件建立仿真模型，基于蒙特卡洛方法进行分离脱落连接器的动力学仿真。从产品设计和生产两个阶段出发，分析弹簧预压力、钢球直径、锁套倒角对分离力的影响，从而确定影响

2、产品质量一致性的关键设计参数。通过对关键因素进行参数设计和容差优化设计，进行特性数值分析及优化技术研究，从设计与生产两个阶段抑制干扰因素对批次产品质量一致性的影响。关键词：电连接器；机械分离力；稳健性设计Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１６．０５．００６中图分类号：ＴＮ７８４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６１３３（２０１６）０５－００２８－０４接器产品的失效原因主要集中在电连接器产品1引言的设计和生产过程中，设计问题具体表现为设计连接器广泛应用于航空、航天和武器装备人员在设计产品时缺少一致性稳健参数设计与［４］中，是实现各型号各级间及其与地面之间电气连容差分配

3、环节，产品生产过程中各工艺环节的［１］接和信号传递的基础元器件，其性能和可靠性制造公差只能靠经验给出，缺乏科学依据，最终将直接影响武器装备系统的性能和可靠性。电导致批次产品一致性对加工分散性等物间干扰连接器作为航天型号的重要元器件，具有使用量的抵抗能力差，生产问题具体表现为不清楚影响大、涉及型号众多的特点。近年来，航天用电连产品质量特性的关键工序，关键工序的装配多为接器产品出现的质量问题呈增加趋势，对型号的手工装配，人为影响因素多，分散性差。以上两研制生产造成重大影响和经济损失，如果分离过方面原因共同造成航天和武器用电连接器产品程中不能成功脱落，会对设备产生严重的安全问生产过程的可控性差，批次

4、产品合格率低，产品［２］［５］题。随着型号向长寿命、高精度、大载荷、多功可靠性指标不高。能化等高科技领域方向的发展，对电连接器的性上世纪５０年代，苏联、日本、德国等国家相继［３］能、可靠性等要求越来越高。目前阶段急需解在电连接器的失效和可靠性试验方面进行研究，决航天用电连接器，尤其是分离脱落电连接器出并从失效机理层面研究出大量关于电连接器接［６－８］现的质量问题，提高其质量可靠性。航天用电连触理论的成果。我国在电连接器可靠性设收稿日期：２０１６－０７－２０第５期徐乐等：基于ＡＤＡＭＳ的连接器机械分离力分析及优化技术研究２９计、制造及试验技术主要借鉴美军标，并于１９９１年颁布了我国的国军标ＧＪＢ

5、１２１７－９１枟电连接器试验方法枠，在这期间，我国也在电连接器失效模式、失效机理方面有了深入的研究，并积累了较多的试验及实践经验，但与苏联、日本、德国等国家仍存在一定的差距。因此，为了提高我国航天图３机械分离力仿真后处理结果和武器用电连接器产品的可靠指标，满足用户单位元器件质量保证要求，研究电连接器产品质量等，针对各影响因素进行单参数扫描方法，分析一致性稳健设计技术意义重大，迫在眉睫［９］。单个设计参数变化对机械分离力的影响规律，进而确定影响机械分离力的显著因数。机械分离2仿真模型建立机构单参数扫描结果如图４所示。针对某型号分离脱落电连接器主要采用稳健性设计方法，降低物品间干扰，即由于产品制造

6、过程中的变化而引起的产品制造误差，导致产品输出特性的波动。通过三维建模软件建立该型号分离脱落电连接器三维模型，并保存模型为“ｘ－ｔ”格式。其中，影响整机分离力的关键部件如图１所示。ａ）心轴弹簧长度（ｍｍ）图１影响整机分离力关键部件在ＡＤＡＭＳ软件中导入已保存的三维模型，ｂ）钢球直径（ｍｍ）建立关键部件的参数化模型如图２所示。整机分离力仿真结果如图３所示。图２关键部件的参数化模型ｃ）锁紧圈倒角（°）3关键参数设计识别图４机械分离机构单参数扫描结果经分析，对机械分离力有影响的设计参数主由计算结果可知，锁紧圈倒角和钢珠直径对要包括心轴弹簧长度、锁紧圈倒角和钢珠直径目标函数影响较大且为非线性性质，心轴

7、弹簧长３０机电元件２０１６年度对目标函数影响也较大且为线性性质。因此，表3机械分离机构信噪比方差分析结果将心轴弹簧长度、锁紧圈倒角和钢珠直径确定为信噪比ＳｄｆＭＳＦ关键设计参数。显著性Ａ０．２６７３７２０．１３３６９０．７７２４０4稳健性参数设计Ｂ０．３５２５４２０．１７６２７１．０１８４４倡倡倡选取心轴弹簧长度、锁紧圈倒角和钢珠直径三Ｃ０．２９９１７２０．１４９５９０．８６４２５倡倡个设计参数进