线簧丝倾角对线簧孔式电连接器贮存寿命的影响研究

doi:10.3785/j.issn.1006-754X.2023.00.038

工程设计学报

2023, Vol. 30

Issue (3): 390-398 DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2023.00.038

机械强度设计

线簧丝倾角对线簧孔式电连接器贮存寿命的影响研究

郭鸿杰¹(

),梁淑雅¹,陈文华¹(

),钟立强¹,陈哲文¹,颜佳辉²

^1.浙江理工大学浙江省机电产品可靠性技术研究重点实验室，浙江杭州 310018
^2.工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术重点实验室，广东广州 511370

Research on influence of wire spring inclination angle on storage life of wire spring hole electrical connector

Hongjie GUO¹(

),Shuya LIANG¹,Wenhua CHEN¹(

),Liqiang ZHONG¹,Zhewen CHEN¹,Jiahui YAN²

^1.Zhejiang Province ' s Key Laboratory of Reliability Technology for Mechanical and Electrical Product, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China
^2.Key Laboratory of Reliability Physics and Application Technology of Electronic Components, The Fifth Institute of Electronics, Ministry of Industry and Information Technology, Guangzhou 511370, China

全文: PDF(2695 KB) HTML

摘要：

线簧丝倾角是线簧孔式电连接器的重要设计参数之一，对其贮存寿命有显著影响。针对该问题，分析了贮存环境下线簧丝倾角改变时线簧孔式电连接器的失效机理，并建立了其贮存可靠性统计模型。在此基础上，建立了线簧孔式电连接器贮存寿命随线簧丝倾角变化的数学模型。最后，制定了恒定应力加速退化试验方案并开展相关试验，通过统计分析试验数据得到不同线簧丝倾角（7 $°$ ~10 $°$ ）下线簧孔式电连接器的性能退化模型参数估计值，实现了电连接器的贮存可靠性评估。结果表明，通过最小二乘法拟合得到的贮存寿命与线簧丝倾角的函数关系式的拟合优度高达0.968 1，验证了所构建模型的准确性。研究结果可为后续线簧孔式电连接器的可靠性增长设计提供一定的理论基础和参考。

关键词： 线簧丝倾角; 线簧孔式电连接器; 贮存寿命; 可靠性统计模型; 加速退化试验

Abstract:

The wire spring inclination angle is one of the important design parameters for the wire spring hole electrical connector, which has a significant impact on its storage life. Aiming at this problem, the failure mechanism of the wire spring hole electrical connector was analyzed when the wire spring inclination angle changed in the storage environment, and its storage reliability statistical model was established. On this basis, a mathematical model of the storage life of wire spring hole electrical connector varing with the wire spring inclination angle was established. Finally, a constant stress accelerated degradation test scheme was developed and relevant tests were carried out. Through statistical analysis of the test data, the performance degradation model parameter estimates of the wire spring hole electrical connector under different wire spring inclination angles (7o?10o) were obtained, achieving the storage reliability evaluation of electrical connectors. The results showed that the goodness of fit of the functional relationship between storage life and wire spring inclination angle obtained by least square method was as high as 0.968 1, which verified the accuracy of the established model. The research results can provide a theoretical basis and reference for the reliability growth design of wire spring hole electrical connectors in the future.

Key words: wire spring inclination angle wire spring hole electrical connector storage life reliability statistical model accelerated degradation test

收稿日期: 2022-10-21 出版日期: 2023-07-06

CLC:

TB 114

基金资助: 浙江省重点研发计划项目(2021C01133)

通讯作者: 陈文华 E-mail: ghj17858382911@163.com;chenwh@zstu.edu.cn

作者简介: 郭鸿杰（1998—），男，浙江嘉兴人，硕士生，从事可靠性试验研究，E-mail: ghj17858382911@163.com，https://orcid.org/0000-0003-2652-055X

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引用本文:

郭鸿杰,梁淑雅,陈文华,钟立强,陈哲文,颜佳辉. 线簧丝倾角对线簧孔式电连接器贮存寿命的影响研究[J]. 工程设计学报, 2023, 30(3): 390-398.

Hongjie GUO,Shuya LIANG,Wenhua CHEN,Liqiang ZHONG,Zhewen CHEN,Jiahui YAN. Research on influence of wire spring inclination angle on storage life of wire spring hole electrical connector[J]. Chinese Journal of Engineering Design, 2023, 30(3): 390-398.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/10.3785/j.issn.1006-754X.2023.00.038 或 https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/Y2023/V30/I3/390

图1 线簧孔式接触件结构示意

图2 插针和线簧插孔内部接触示意

图3 线簧丝包络面示意

图4 线簧孔式接触件电阻测量现场

温度 $T$ /℃	线簧丝倾角 $θ$ /(°)	样本量/对	测试间隔/h	截尾时间/h
105	7	20	120	1 500
	8
	9
	10
120	7	15	72
	8
	9
	10
140	7	15	24
	8
	9
	10
158	7	15	12
	8
	9
	10

表1 线簧孔式接触件恒定应力加速退化试验方案

图5 120 ℃下不同线簧丝倾角下线簧孔式接触件的平均性能退化曲线

温度/℃	$P 1 φ (7 °)$	$P 2 φ (8 °)$	$P 3 φ (9 °)$	$P 4 φ (10 °)$
105	0.911	0.119	0.284	0.526
120	0.935	0.916	0.546	0.508
140	0.540	0.533	0.260	0.347
158	0.353	0.253	0.280	0.786

表2 线簧孔式接触件膜层电阻退化率的对数正态分布检验结果

线簧丝倾角/(°)	$σ ? l n α γ$	$z ? 1$	$z ? 2$	$β ?$
7	0.329 9	1.660 7	-2.679 3	0.519 7
8	0.334 1	1.372 0	-2.541 6	0.507 3
9	0.341 8	1.335 6	-2.497 1	0.496 2
10	0.344 1	1.851 9	-2.687 7	0.497 9

表3 线簧孔式接触件性能退化模型参数的极大似然估计值

图6 不同线簧丝倾角下线簧孔式电连接器的可靠度曲线

表4 不同线簧丝倾角下线簧孔式电连接器的贮存寿命（ R=0.99）

图7 线簧孔式电连接器贮存寿命与线簧丝倾角的拟合曲线

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