高速背板連接器的插拔力仿真優(yōu)化及其疲勞特性的研究.pdf

1、隨著信息社會的高速發(fā)展，對于系統(tǒng)之間的信號傳輸速率的要求也越來越高。高速背板連接器作為一種新型的電連接器，廣泛運用在數(shù)據(jù)傳輸要求高的高速互聯(lián)系統(tǒng)之中，其機(jī)械可靠性的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個應(yīng)用系統(tǒng)能否穩(wěn)定可靠的工作。
　　本文以一款傳輸速率為25Gbps的高速背板連接器作為研究對象，分析了國內(nèi)外電連接器插拔力和疲勞特性的研究方法及成果。結(jié)合其在插拔工況和溫度交替循環(huán)的工況下的機(jī)械可靠性，提出結(jié)合有限元仿真和理論計算的方法，其中包括對插拔

2、力、機(jī)械壽命和熱疲勞壽命三個方面。
　　由于整個高速背板連接器有6個wafer，結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，本文首先將整體模型簡化，分別建立了單根仿真模型和單片仿真模型，利用LS-DYNA求解整個非線性插拔過程，得到插拔力的仿真結(jié)果。結(jié)果表明，在單根模型下母端最大插入力為0.280N，最大拔出力為0.090N；公端的最大插拔力分別為0.348N和0.100N，并通過插拔力試驗驗證結(jié)果的正確性。整個模型的最大應(yīng)力（1267Mpa）發(fā)生在母端彎

3、曲處，超過了材料本身的屈服極限，產(chǎn)生塑性變形。根據(jù)仿真結(jié)果，優(yōu)化模型的結(jié)構(gòu)和裝配尺寸，可以得到不同結(jié)構(gòu)下對應(yīng)的插拔力，為提高其機(jī)械可靠性提供依據(jù)。
　　基于插拔過程的動力學(xué)仿真結(jié)果，利用nCode DesignLife分析軟件進(jìn)行二次仿真，仿真基于應(yīng)變準(zhǔn)則并采用低周疲勞分析方法對高速背板連接器的機(jī)械壽命進(jìn)行分析。結(jié)果表明，初始結(jié)構(gòu)下最低壽命（376次）發(fā)生在母頭彎曲處，該部位也是整個模型應(yīng)變最大所在之處。另外結(jié)構(gòu)的改變會影響到機(jī)械