[发明专利]一种具有多孔径的电连接器接触可靠性建模方法

权利要求书

1.一种具有多孔径的电连接器接触可靠性建模方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤一、建立接触压力与插针半径之间的关系模型，具体如下：

接触对的接触压力表达式为：

其中，E为簧片材料的弹性模量，I_z为簧片横截面关于中性层z的惯性矩，L为簧片长度，f为簧片的收口量，R₂为簧片自由端端面内壁在收口前的曲率半径，R为插针半径；

步骤二、建立接触电阻与接触压力之间的关系模型，具体如下：

将接触件分为n段，结合体电阻、收缩电阻和膜层电阻进行分析，得到接触电阻r的具体表达式：

其中，ρ表示标准温度下接触件的电阻率，α₁为电阻温度系数，Δt表示环境温度与标准温度之差，L_o表示第o段的长度，S_o表示第o段的横截面积，为表面粗糙度影响校准系数，R₃为簧片自由端内壁处的圆角半径，E₁、E₂分别为插针、插孔材料的弹性模量，E₁＝E，v₁、v₂分别为插针、插孔材料的泊松比，为簧片与插针接触区的孔隙平均面积，t为时间，k₁、q为常数，H表示插针和插孔中硬度较小的材料的硬度，N为插孔的簧片数量；

k₂为温度应力下的反应常数，表示为：

其中，ΔE为激活能；k_b为玻尔兹曼常数；T为温度；Λ为频率因子；

由于多孔径电连接器出厂后，体电阻和收缩电阻均已经确定，故为定值，则接触对的接触电阻r的表达式为：

步骤三、建立接触电阻退化率与温度之间的关系模型，具体如下：

将接触压力F代入式(4)中，接触电阻r简化为：

r＝r₀+αt^q/3 (5)

其中，对多孔径电连接器进行加速退化寿命试验，得到不同时间的接触电阻r和接触电阻退化率α，进而拟合得到q，则接触电阻退化率α表示为：

将k₂代入式(6)得：

步骤四、建立多孔径电连接器的接触可靠性模型，具体如下：

多孔径电连接器接触对的接触电阻r随着时间发生变化，则单个接触对的寿命为接触电阻达到失效阈值D的时间：

其中，r₀为接触电阻的初值，参数β＝q/3；

令对U取对数得lnU，lnU服从正态分布，因此，接触对接触电阻的退化率α服从对数正态分布LN(μ_α,σ²)，其中，μ_α和σ分别表示接触电阻退化率分布的对数均值和对数标准差；接触对的退化失效分布表达式为：

其中，P为接触对的失效概率；

设多孔径电连接器中有x组不同孔径的接触对，每组分别有n_y个接触对，y＝1，2,…,x，第y组的第u个接触对的寿命表示为则第y组接触对的寿命T_y表达式为：

设各接触对相互独立，故第y组接触对的寿命分布函数为：

多孔径电连接器的接触可靠性寿命分布函数为：

多孔径电连接器的接触可靠度为：