[发明专利]触点材料综合应力环境实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及磨损测试技术领域。

背景技术

电连接器易受外界环境和工作条件的影响，机械振动通过电连接器中的结构部件作用于其内的插针插孔位置，造成接触部位摩擦和发生相对位移，所引发的触点微动磨损、微动腐蚀、微动疲劳现象将导致电接触性能逐渐退化甚至功能失效。因此汽车用、航天用、电子设备用电连接器等产品均需满足在力学环境下可靠工作的要求。

微动磨损是指两固体接触界面由结构振动或交变应力作用下发生周期性微小振幅相对运动所引起的磨损现象。

微动磨损是一种典型的复合式磨损，可引发接触材料弹塑性变形以致机械磨损。磨损直接发生在触点材料表面上，可能导致零件松动、功率损耗和噪声增大；间接的可使材料表面或亚表面层中产生微裂纹，在反复应力下发展成为疲劳断裂。其所留下的裂纹及其扩展趋势将带来更大的危害性。

因此，对于电连接器的电连接部件的微动磨损性能的检测、以及对磨损状态对电气性能的影响的研究是十分必要的。在航空航天等一些极端环境中，电连接器需要承受长时间的高频振动，这种高频振动所引起磨损是航空航天用电连接器失效的主要原因之一。并且这个过程中还要受到电流应力、温度应力和气氛环境应力的反复冲击，这些综合应力的冲击会影响触点材料的微动磨损特性，加速电连接器的失效。所以需要有这样的一个测试装置，能够模拟和控制电连接器工作过程中的综合应力环境，分析在高频微动情况下电连接器电连接部件磨损的各项力学特性和诸如接触电阻的电气特性，有助于分析电连接器微动磨损失效机理，并为电连接器的优化设计提供理论依据。

发明内容

本发明为了解决现有微动磨损性能检测过程中，由于电连接器需要承受长时间的高频振动和综合应力的反复冲击，导致电连接器失效，进而无法完成微动磨损性能的检测的问题，提出了触点材料综合应力环境实验系统。

本发明所述的触点材料综合应力环境实验系统包括真空室、微动夹持机构、固定夹持机构和控制电路，

真空室由底盘和真空罩组成，所述真空罩与底盘固定连接，且与所述底盘形成密闭的空间，所述空间为真空腔；所述底盘上设置有密封航空插件、压力变送器安装通孔、气阀安装通孔和固定夹持机构安装通孔；

微动夹持机构位于真空腔内，且该微动夹持机构固定在底盘的中心位置，所述微动夹持机构由下试件夹持装置和静压力传感器组成，所述下试件夹持装置固定在静压力传感器的上表面；

固定夹持机构包括竖板和上试件夹持装置，所述竖板的一端由底盘上的固定夹持机构安装通孔穿入到真空腔内，所述竖板与底盘之间通过两个法兰和一个密封橡胶垫密封连接，所述密封橡胶垫的中间带有通孔，且该密封橡胶垫覆盖底盘的固定夹持机构安装通孔，竖板位于该通孔内，所述竖板通过法兰与密封橡胶垫固定连接，所述密封橡胶垫的外边缘通过另一个法兰与底盘固定连接；所述两个法兰之间留有均匀间隙，所述间隙大于2mm；上试件夹持装置位于真空腔内，且该上试件夹持装置位于下试件夹持装置的正上方，所述上试件夹持装置与竖板固定连接；

控制电路包括摩擦力传感器、加热控制器、压力变送器、真空泵和控制器，摩擦力传感器用于测量上试件夹持装置和下试件夹持装置之间产生的摩擦力，加热控制器用于控制下试件夹持装置的温度，压力变送器由底盘上的压力变送器安装通孔穿入到真空腔中，用于测量真空腔的内部压力，

静压力传感器的静压力信号输出端通过密封航空插件与控制器的静压力信号输入端连接，摩擦力传感器的摩擦力信号输出端通过密封航空插件与控制器的摩擦力信号输入端连接，加热控制器的温度控制信号输入端与控制器的温度控制信号输出端连接，压力变送器的气体压力信号输出端与控制器的气体压力信号输入端连接，控制器的气体压力控制信号输出端与真空泵的气体压力控制信号输入端连接。

所述下试件夹持装置包括L型支撑板、加热盒、热电偶、发热片和下夹具，所述L型支撑板的底板的下表面与静压力传感器的上表面固定连接，L型支撑板的底板的上表面与加热盒的下表面固定连接，下夹具的底部嵌入并固定在加热盒内，下夹具的试件夹持端竖直向上，发热片固定安装在加热盒的内部，用于对下夹具进行加热摩擦力传感器的一端与L型支撑板的侧板的内表面固定连接，摩擦力传感器的另一端与加热盒的侧壁固定连接，热电偶的测量端与下夹具的侧面紧贴，用于测量下夹具的温度，热电偶的温度信号输出端与控制器的温度信号输入端连接，加热控制器的加热控制信号输出端与发热片的加热控制信号输入端连接。