基于元胞自動(dòng)機(jī)法電連接器微動(dòng)磨損仿真技術(shù)的研究.pdf

1、電連接器作為電氣系統(tǒng)中重要的接口元器件，其電接觸性能可靠與否是保證系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行的必要前提。對(duì)于電連接器而言，微動(dòng)是影響其性能的主要因素。微動(dòng)現(xiàn)象十分復(fù)雜，目前對(duì)于它的研究多集中于實(shí)驗(yàn)方面。本文系統(tǒng)地分析總結(jié)了微動(dòng)磨損的失效機(jī)理，并基于元胞自動(dòng)機(jī)理論，提出了對(duì)微動(dòng)進(jìn)行仿真分析的方法，得出了不同微動(dòng)周期下接觸粗糙表面的退化過程及接觸電阻的退化規(guī)律，所得的結(jié)論可為電連接器微動(dòng)失效分析提供依據(jù)。
　　本文從微觀層面上對(duì)微動(dòng)磨損的失效

2、機(jī)理進(jìn)行了分析。認(rèn)為電連接器插針、插孔之間的接觸為粗糙表面粗糙接觸峰的接觸，當(dāng)載荷使接觸對(duì)間發(fā)生塑性變形時(shí)，如果接觸對(duì)發(fā)生相對(duì)位移，則發(fā)生粘著磨損、磨粒磨損，導(dǎo)致接觸表面碎屑脫落。磨損可改變接觸峰的形貌，進(jìn)而改變收縮電阻；同時(shí)由于接觸表面存在氧化作用，致使脫落碎屑和基體金屬發(fā)生氧化，產(chǎn)生膜電阻。兩種電阻構(gòu)成的接觸電阻隨著微動(dòng)磨損次數(shù)的增加而發(fā)生變化，最終導(dǎo)致電連接器接觸性能的退化甚至失效。
　　在探討了微動(dòng)磨損失效機(jī)理的基礎(chǔ)上，采

3、用元胞自動(dòng)機(jī)理論，通過構(gòu)建接觸粗糙表面磨損、碎屑堆積遷移、氧化層生成、接觸電阻計(jì)算等一系列局部規(guī)則，系統(tǒng)地提出了微動(dòng)磨損的仿真方法，實(shí)現(xiàn)了接觸對(duì)在離散空間-時(shí)間上的演變過程，直觀、詳細(xì)地展現(xiàn)了接觸粗糙表面的磨損及碎屑的產(chǎn)生過程，得出了接觸電阻的退化規(guī)律。
　　應(yīng)用微動(dòng)磨損實(shí)驗(yàn)裝置，在不同載荷下對(duì)試件進(jìn)行了不同微動(dòng)循環(huán)次數(shù)的實(shí)驗(yàn)。通過微阻計(jì)測(cè)得接觸電阻的變化規(guī)律，并通過激光共聚焦三維體式顯微鏡及掃描電子顯微鏡測(cè)得試件的表面形貌及成分