端子設計與應力分析

2021-01-14 線束智造


維持穩定且足夠的正向力

破壞表面的薄膜

移除掉汙染物

減少或去除微振動滑擦

防止汙染物的侵入

維持端子電鍍層的完整性


產品的可靠性

接觸電阻有密切

mating/un-mating force

瞬斷問題

電鍍層之耐磨耗性


鍍金端子正向力：80-100g

SIM Card/SD用端子：20g-50g

鍍錫鉛端子正向力必須大於150g

正向力與接觸電阻關係

端子應力設計基礎

端子設計要求

Forming and  blanking 端子

最大應力設計

最大應力<材料強度（680-780 MPa for C5210EH）。


FEM分析所得的最大應力含應力集中效應，通常會大於 nominal stress，因此應排除應力集中效應。


高應力設計的趨勢：Connector 小型化的趨勢，使端子最大應力已大於材料強度，如何在臨界應力下設計端子是重要課題。


臨界應力的設計應以理論應力值為基礎來設計，所考慮的因素包括：位移量，理論應力，永久變形量，反覆插拔次數。

常用壓力單位換算表

壓力單位換算範例：

鈹銅 290TM-04 抗拉強度為 98 Kgf/mm²，可換算為多少MPa？98 Kgf/mm² = 9800 Kgf/cm²又 1 Kgf/cm² = 0.0980665 MPa（由換算表得知）98 Kgf/mm² = 9800 Kgf/cm² = 961.052 MPa

應力-應變關係

降伏強度

開始塑性變形的應力水平或發生降伏現象由開始偏離應力——應變曲線線性部分來決定。此點有時稱為比例限，此直線和應力——變曲線之塑性區的交界點所對應的應力定義成降伏強度。

拉伸強度

降伏後金屬連續塑性變形的應力必須增加直到最大值，然後降低使材料斷裂。拉伸強度TS是位於工程應力曲線最高點的應力。此點相當於結構於拉伸下可承受的最大應力，若此施加並維持此應力將會導致破裂。


在此點之前拉伸試片內的所有變形均是均勻的，但在此最大應力時，在某些點開始形成頸縮，且隨後的變形會局限在此頸縮區，此種現象稱為頸縮，最後斷裂發生在此頸縮區。

端子簡化

Excel試算表應力分析

試算表注意事項


端子正向力分析

端子最大應力分析

金屬件（如latch）最大應力分析

塑膠件裂痕分析

Ansys 應力分析軟體介紹

Preprocessor——建模型、切網格

Solver——設立邊界條件、施力情況

Postprocessor——顯示結果

Preprocessor

Preprocessor——mesh

Solver

Solver——Boundary Condition

Postprocessor——看結果

Postprocessor

應力分析實例示範

IGES 格式轉出 Autocad/Pro E

IGES 格式轉入 ansys

選取 IGES 檔

轉入 ansys 前處理

將 Line 建成 Area

選擇 element type ——2D

選擇 plane stress with thickness

輸入 real constant

輸入材料特性

切網格

完成網格

設定邊界條件

設定自由度

設定位移量

設定位移量大小

開始運算

進入後處理

Plot Results——Element Solution

應力分析結果

正向力分析結果



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