基于元胞自動機法電連接器微動磨損仿真技術的研究.pdf

1、電連接器作為電氣系統中重要的接口元器件，其電接觸性能可靠與否是保證系統正常、穩(wěn)定運行的必要前提。對于電連接器而言，微動是影響其性能的主要因素。微動現象十分復雜，目前對于它的研究多集中于實驗方面。本文系統地分析總結了微動磨損的失效機理，并基于元胞自動機理論，提出了對微動進行仿真分析的方法，得出了不同微動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，所得的結論可為電連接器微動失效分析提供依據。
　　本文從微觀層面上對微動磨損的失效

2、機理進行了分析。認為電連接器插針、插孔之間的接觸為粗糙表面粗糙接觸峰的接觸，當載荷使接觸對間發(fā)生塑性變形時，如果接觸對發(fā)生相對位移，則發(fā)生粘著磨損、磨粒磨損，導致接觸表面碎屑脫落。磨損可改變接觸峰的形貌，進而改變收縮電阻；同時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，產生膜電阻。兩種電阻構成的接觸電阻隨著微動磨損次數的增加而發(fā)生變化，最終導致電連接器接觸性能的退化甚至失效。
　　在探討了微動磨損失效機理的基礎上，采

3、用元胞自動機理論，通過構建接觸粗糙表面磨損、碎屑堆積遷移、氧化層生成、接觸電阻計算等一系列局部規(guī)則，系統地提出了微動磨損的仿真方法，實現了接觸對在離散空間-時間上的演變過程，直觀、詳細地展現了接觸粗糙表面的磨損及碎屑的產生過程，得出了接觸電阻的退化規(guī)律。
　　應用微動磨損實驗裝置，在不同載荷下對試件進行了不同微動循環(huán)次數的實驗。通過微阻計測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得試件的表面形貌及成分