[发明专利]一种线簧孔式电连接器接触可靠性优化设计的方法和系统

权利要求书

1.一种线簧孔式电连接器接触可靠性优化设计的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取电连接器的接触可靠性设计模型；

选择电连接器的设计变量；

根据电连接器接触件性能要求和设计变量，构建目标函数，

所述目标函数表示为：

minf(x)＝ω₁F_c+ω₂r

x＝[r₂,r₃,r₄,L₂,θ,ω₁,ω₂] (22)

其中，f(x)表示为目标函数，minf(x)表示为接触件插拔力和接触电阻最小化，r₂为线簧丝半径、r₃为插针半径、r₄为线簧插孔的内套内侧半径、L₂为内套长度、θ为线簧丝倾角，ω_i为权重系数，F_c为接触件的单孔插拔力，r表示为接触电阻；

根据接触可靠性设计模型，确定目标函数的约束条件，并建立接触可靠性优化设计模型，

所述约束条件包括以下任一约束或它们的组合：接触件不干涉约束、电接触约束、插拔力约束、临界接触点坐标约束、可靠度约束、线簧丝强度约束和权重系数约束；

通过对所述接触可靠性优化设计模型进行求解，获得可靠性优化设计的方案；

约束条件中，所述可靠度约束用于对电连接器可靠性进行约束：

R≥D1

其中，R表示为可靠度，根据可靠性设计模型计算得到，D1表示为可靠度的域值；

接触件不干涉约束用于对接触件的插针和线簧插孔进行约束：

r₃+2r₂≤r₄ (24)；

电接触约束用于对线簧插孔的喉圆半径和插针半径进行约束：

其中，表示为线簧插孔的喉圆半径；

线簧丝强度约束用于对线簧丝的屈服强度进行约束：

其中，d₂为线簧丝直径，T为线簧丝与插针之间的轴向力，σ表示为屈服强度，σ_max为线簧丝在端环固定端受到的最大应力，σ_T为线簧丝表面受到的拉应力，σ_s为屈服极限，E为线簧丝弹性模量，C₂为可靠性设计模型的一个系数；

所述插拔力约束表示为：

F_c＝nμ_fF_r0

0.21N≤nμ_fF_r0≤0.49N (27)

其中，F_c为接触件的单孔插拔力，n为线簧丝的根数，μ_f为插针与线簧丝之间的摩擦系数，F_r0为插针与线簧丝之间的接触压力；

临界接触点坐标约束用于对线簧丝与插针接触的临界接触点x_λ的坐标进行约束：

其中，x_λ为线簧丝与插针接触区域与未接触区域的临界接触点，L₁为线簧丝在上下端环之间的长度，L2线簧孔的内套长度，θ为线簧丝倾角，r₁^*为考虑线簧丝倾角以及内套的倒圆角后修正后的端环中心圆的半径，为修正后的内套长，k₁、C₂和C₃为可靠度性设计模型的三个系数；

权重系数约束用于对目标函数的权重系数进行约束：

ω₁+ω₂＝1

0＜ω₁＜1

0＜ω₂＜1

ω₁＜ω₂ (29)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计变量包括以下任一变量或它们的组合：线簧丝半径、插针半径、内套内侧半径、内套长度和线簧丝倾角。