汽车连接器的动态性能分析

汽车连接器广泛用于汽车电子系统的电路连接和信号传递,其性能的好坏关乎到整个系统运行的可靠性。连接器在汽车运行的过程中,经常会受到振动,冲击激励的作用,这些激励载荷会影响连接器的可靠性。本文采用仿真与实验相结合的方式对振动环境下连接器的动态性能进行研究。

主要研究内容如下：

首先,分析了汽车连接器的工作环境、结构和材料性能。结合国内外相关研究成果对汽车连接器的可靠性影响因素进行归纳,并依据电接触理论对汽车连接器的接触电阻模型和失效机理进行了探讨。根据汽车连接器的工作环境,对振动环境下连接器接触对之间的接触压力和相对位移进行了研究。

其次,根据汽车连接器的实际使用环境利用有限元仿真方法,建立某型号汽车连接器的有限元模型,并对其进行了结构分析、模态分析和瞬态动力学分析,仿真得到了连接器的接触压力、固有频率、振型以及振动激励下接触压力和相对位移随振动方向、幅值和频率的变化情况。

仿真结果表明：接触力和相对位移会随着外界激励载荷幅值和频率的变化而产生波动,其中激振频率的影响尤为明显。垂直激励载荷主要影响触点的接触压力,接触对之间的相对位移主要受到水平方向的激励载荷影响。存在一个频率上限,当频率超过该上限值时,将会导致连接器的接触压力的大幅度波动或接触件的脱离。

最后,针对实际汽车连接器工作情况设计了模拟实验方案,并进行了振动实验研究。实验对振动载荷作用下接触电阻的变化情况进行了实时监测,并对样品表面形貌进行了观察分析。实验结果进一步指出垂直振动会引起连接器接触电阻的波动。水平振动产生的相对位移会对接触表面造成磨损。