机械电子工程设计论文提纲

论文题目：电连接器接触件热插拔特性的实验研究

摘要：电连接器作为最基础的机电元件,在电气与电子工程领域具有不可或缺的作用。因国防、银行、高铁、网络服务等模块化机电系统的功能需求,具备热插拔能力的电连接器已成为当前的研发重点和难点。本文通过开发电连接器热插拔模拟实验系统,以扁平型电连接器为示范,系统地研究了接触件机械插拔特性和热插拔特性的退化过程与物理机制。首先,设计了电连接器热插拔模拟实验系统。设计了三维调整机构实现插片与插孔三维精准定位;以电动滑台的方式实现接触件自动插拔过程的模拟;设计了信号调理电路实现了插拔力和电参数的动态测量,并配合激光位移传感器和工业相机进行插孔形变量和插片形貌的观测;基于LabVIEW软件,以G语言为基础开发了上位机测控程序,实现了插拔过程中的燃弧能量、燃弧时间、插拔力和接触电阻等敏感参数的提取、统计和分析。其次,对接触件单次插拔过程中插拔力、接触电阻和插孔形变的典型波形进行分析,并建立了插拔特性的数学模型。进一步地研究了插拔速度和竖直偏移量对插拔特性的影响。开展接触件机械插拔特性退化实验,研究了插拔力和接触电阻的退化过程,重点分析了插片绝缘与金属部分插拔力的退化机理。最后,实验研究了电连接器接触件的热插拔特性,结合插片插入和拔出插孔过程中电流、电压和插拔力的动态波形,确定插拔状态下的燃弧机理。进一步地比较了电负载对燃弧现象的影响,通过开展接触件热插拔耐久性实验,分析了插拔力、燃弧能量、燃弧时间和接触电阻的退化过程,确定接触件的失效机理。本研究可为电连接器接触件电接触性能的评价分析提供实验手段,对于电源电连接器结构优化和接触失效分析亦具有实用价值。

关键词：电连接器;热插拔;接触件;机械插拔;电侵蚀

学科专业：电气工程

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题的研究目的和意义

1.3 国内外研究现状及分析

1.3.1 电连接器插拔特性的研究

1.3.2 电连接器热插拔特性及电寿命的研究

1.3.3 电连接器接触件的失效物理分析

1.3.4 国内外文献综述简析

1.4 本文的主要研究内容

第2章 电连接器热插拔模拟实验系统设计

2.1 引言

2.2 系统主要功能

2.3 机械结构设计

2.3.1 电动滑台及监测机构

2.3.2 偏移量/插拔位移调节机构

2.4 测控采集电路设计

2.4.1 电参数测量模块

2.4.2 插拔力测量模块

2.5 系统软件设计

2.5.1 插拔特性综合参数计算程序

2.5.2 人机交互界面

2.6 本章小结

第3章 接触件机械插拔特性的实验

3.0 引言

3.1 典型机械插拔过程

3.2 接触件插拔特性数学模型的建立

3.3 插拔速度的影响

3.4 竖直偏移量的影响

3.5 机械插拔耐久性实验

3.5.1 绝缘部分插拔特性的退化机理

3.5.2 金属部分插拔特性的退化机理

3.6 本章小结

第4章 接触件热插拔特性的实验

4.1 引言

4.2 热插拔过程中的典型波形

4.3 电负载条件对插拔特性的影响分析

4.4 热插拔耐久性实验

4.4.1 实验条件

4.4.2 敏感参数的退化过程

4.5 敏感参数退化的物理机制分析

4.5.1 电性能参数退化机制分析

4.5.2 插拔力退化机制分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

致谢