[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

说明书

本发明公开了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，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，构建目标函数；确定优化设计的约束条件，并建立接触可靠性优化设计模型；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。基于可靠性设计模型构建的优化设计模型，可以有效的保证设计的质量，对优化设计模型求解，快速获得设计变量的值，简化设计过程，提高设计效率，同时设计产品具有可靠性保证。

技术领域

本发明涉及电连接器技术领域，具体涉及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。

背景技术

电连接器广泛用于航空、航天、机械、交通、通信等领域，是电气设备与电气系统之间实现连接的重要元件之一。随着科学技术的发展，电子设备越来越复杂，对电连接器性能和可靠性的要求也越来越高。电连接器由接触件、绝缘件、密封件和壳体等组成，而接触件(包括插针和插孔)是电连接器完成电连接功能的核心零件，其通过插针和插孔的结合，实现电连接器的连接功能。接触件的插针和插孔的接触可靠性会对整个系统可靠性造成影响，所以，提高电连接器接触件的可靠性，对系统的可靠性具有至关重要的作用。

电连接器接触件的可靠性很大程度上取决于接触件的结构设计，根据接触件结构形式的不同，电连接器可分为线簧孔式、开槽收口式、绞线式、方形簧片式以及冠簧孔式等类型。线簧孔电连接器具有低接触电阻、可靠接触、高寿命、抗瞬断、低插拔力等性能。

适当地提高接触压力可以降低接触电阻，提高接触可靠性和抗瞬断的能力，但是也会相应的提高插拔力，提升线簧丝的应力以及加剧磨损从而影响插拔寿命。由于测量接触压力比较困难，通常用接触件的插拔力来控制接触压力的大小。接触压力和线簧孔的结构形状和尺寸参数密切相关，通过对线簧孔接触件结构参数的优化，达到优化接触压力。现有的线簧孔电连接器接触件的设计主要是依靠设计人员的经验，通过反复调整设计方案和重新计算完成，设计过程繁琐，设计质量难以保证，且设计效率低、周期长。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供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，通过建立优化设计模型，并进行求解，计算出电连接器的设计变量，简化设计过程，提高设计效率，同时设计产品具有可靠性保证。

本发明公开了一种线簧孔式电连接器接触可靠性优化设计的方法，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；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；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。

优选的，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。

优选的，所述目标函数包括变量：接触件插拔力和接触电阻；使接触件插拔力和接触电阻最小化。

优选的，所述约束条件包括以下任一约束或它们的组合：

可靠度约束、接触件不干涉约束、电接触约束、线簧丝强度约束、插拔力约束、临界接触点坐标约束、权重系数约束。

本发明还提供一种用于实现上述方法的系统，包括模型获取模块、目标函数构建模块、约束条件建立模块、优化设计模型构建模块和求解模块，

所述模型获取模块用于获取电连接器的可靠性设计模型；

所述目标函数构建模块用于根据选择的电连接器的设计变量和电连接器接触件性能要求，构建目标函数；

所述优化设计模型构建模块用于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；

所述求解模块，用于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。