柔性连接器可靠性研究

2024-06-07

柔性连接器可靠性研究（共3篇）

柔性连接器可靠性研究篇1

目前, 汽车安全保护系统中的被动安全系统产品———汽车安全气囊, 已成为21世纪汽车产品发展的主流趋势。汽车安全气囊能够有效地保护驾乘人员, 减少死亡。据美国国家公路交通安全管理局提供的数据显示, 在两车相撞时, 安装了安全气囊的车辆能降低乘员53%的死亡风险。因此, 近年来汽车安全气囊已成为发达国家汽车安全性能的重要标志, 并在世界许多国家成为汽车的标准装备。

随着安全气囊在汽车上的广泛应用, 针对其可靠性的研究变得尤为重要。当汽车发生碰撞事故时, 汽车与障碍物之间的碰撞视为一次碰撞。一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降, 乘员和汽车内部结构之间的碰撞视为二次碰撞。在汽车碰撞至乘员碰撞时间间隔约0.1 s, 如何保证安全气囊就在这0.1 s的短暂时间内, 能顺利打开并达到最佳的保护效果, 成为安全气囊研发和生产中需要重点解决的问题, 也是其可靠性研究的重点内容。

1 柔性连接器总成可靠性研究的关键问题

柔性连接器总成是汽车安全气囊系统的核心部件, 主要用于安装在方向盘上的DAB模块、喇叭开关、多功能开关等控制信号的传输。它直接影响着安全气囊系统是否能顺利开启, 也是安全气囊系统所有部件中唯一的运动件, 故其可靠性研究是安全气囊可靠性研究之一。柔性连接器总成由接插件、线束、柔性电缆、四大壳体等零件组成。新一代柔性连接器总成可靠性研究的关键问题是:在方向盘自由转动的过程中, 如何保证安全气囊系统控制信号的可靠传输。包括接插件的连接的可靠性、线束制造的可靠性、电缆及电缆与接插件连接可靠性、外壳构造件结构设计与制造的可靠性。

接插件连接的可靠性, 取决于接插件的结构设计和连接工艺的可靠性。要保证有效接触部位的弹性夹紧力, 插拨数次后仍然要满足最低夹紧力及最大接触电阻值。

线束制造的可靠性, 线束由端子、护套、导线组成。其选用必须是国际知名品牌专用安全气囊的端子与护套。端子和导线连接方式主要是压接, 采用先进的裁线、剥线、压接一体化自动设备生产。

电缆及电缆与接插件连接可靠性, 柔性电缆随方向盘的旋转不停的运动, 其耐久性和可靠性直接影响着柔性连接器总成电气性能。电缆使用的导体厚度只有0.030~0.150 mm, 这种超薄导体之间的连接工艺采用超声波焊接。

外壳构造件结构设计与制造的可靠性。柔性连接器总成是一个运动件, 外壳构造件的设计与制造至关重要。结构形式、结构配合、材料选用等决定了柔性连接器总成的运动状态的可靠性[1,2]。该产品关键问题的解决应从以下几方面着手。

1) 改善、提高柔性连接器总成疲劳寿命的研究, 主要从柔性电缆的原材料、工艺研究、产品结构设计的改进入手, 提高柔性连接器总成产品疲劳寿命的稳定性。新一代柔性连接器总成采用虚拟滚轮式结构设计, 使多回路新一代集成化旋转连接器总成的产品结构更紧凑, 且节省材料, 降低成本, 属国内首创。

2) 引进国际先进的知名品牌超声波金属焊接机, 通过对超声波金属焊接夹具、工艺的研究改进, 提高产品焊接工艺的稳定性、可靠性。提高超薄导体之间的连接质量及可靠性, 有效地保证了新一代集成化旋转连接器总成电器性能的可靠性。

3) 通过柔性连接器总成结构设计过程中, 新结构、新材料的研究试验, 对现有新一代柔性连接器总成的结构形式、材料应用进行改良, 主要对柔性电缆缠绕形式、缠绕结构、接插件连接方式、结构件材料等方面进行改进试验、研究, 进一步提高产品的工作可靠性, 降低制造成本。

4) 通过对柔性连接器总成结构件制造工艺的研究、试验, 提高柔性连接器总成结构件的模具质量, 零件加工质量, 主要对模具设计制造水平进行必要的提升, 通过对注塑工艺的技术改造, 引进、应用精密注塑设备和工艺, 改善结构件的质量状况, 特别是对柔性旋转连接器总成的噪音、摩擦、旋转平稳性等有较大影响的固定部位、旋转部位、支撑部位等零部件, 要进行重点研究试验。

5) 根据产品技术要求, 研究、开发产品生产过程、检测、试验的关键技术设备。柔性连接器总成装配检测生产线, 实现了新一代集成化柔性连接器总成电气性能、扭矩、总圈数、对中位置的计算机在线检测, 该设备填补了国内空白。柔性连接器总成寿命循环试验设备, 实现了整个寿命循环试验全过程中不间断检测电气性能, 为产品寿命验证提供了可靠的检测方法。

6) 新一代集成化柔性连接器总成核心部件是柔性电缆, 原先主要依靠进口, 现在引进国外先进的制造设备及制造工艺, 解决了其采购周期长、质量反馈慢, 占用资金大的被动局面。

2 柔性连接器发展前景

汽车安全气囊系统随着电子技术在汽车制造领域的广泛应用, 其电子式汽车安全气囊系统逐步取代了机械式汽车安全气囊系统。目前, 国外在装车的安全气囊系统, 已全部为电子式, 在国内还有少量车型在使用机械式安全气囊系统。电子式安全气囊系统的重要电气连接部件———新一代集成化柔性连接器总成得到了广泛的使用。

新一代集成化柔性连接器总成作为汽车安全气囊系统的重要电气连接件, 其可靠性直接影响系统工作的稳定性, 因此, 国外系统供应商非常重视新一代集成化柔性连接器总成产品的开发、生产。在各大汽车厂商力推全球化采购的今天, AUTOLIV和TRW是目前欧美厂商的主要制造、供应商。他们迫于成本压力, 积极在国内寻找汽车零部件的开发、生产企业, 以替代高成本的进口部件。这也为新一代集成化柔性连接器总成产品进入国际化的采购渠道, 提供了良好的契机。

3 结束语

该产品在消化吸收国外同类产品技术的基础上, 以自主研发为主, 首先结合欧美、日韩技术标准, 制定了新一代集成化柔性连接器总成技术标准, 广泛应用三维设计软件进行产品结构设计, 保证了产品设计的质量、准确性, 引进目前国际上最为先进的柔性电缆、超声波金属焊接等制造技术、工艺设备, 防变形的特殊结构设计要求、完善的装配工艺、全面细致的检测手段、可靠的试验验证保证等, 技术性能完全达到国外同类产品的水平。

参考文献

[1]钟志华, 杨济匡.汽车安全气囊技术及其应用[J].中国机械工程, 2000 (2) :5-6.

[2]张金换.汽车安全气袋系统的研究[J].清华大学学报, 1997 (11) :69-72.

柔性连接器可靠性研究篇2

固体火箭发动机柔性接头贮存老化可靠度研究

测试了某固体火箭发动机柔性接头在使用环境贮存的老化性能,在此基础上,研究了柔性接头结构的可靠性问题,得到了柔性接头贮存老化前后摆动力矩不满足使用要求、弹性件破坏及粘接界面破坏的概率.

作者：刘勇琼汪亮 Liu Yongqiong Wang Liang 作者单位：刘勇琼,Liu Yongqiong(陕西动力机械研究所,西安,710025)

汪亮,Wang Liang(西北工业大学航天工程学院,西安,710072)

刊名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)： 20(3) 分类号：V435.1 关键词：固体推进剂火箭发动机柔性接头结构可靠性老化

柔性连接器可靠性研究篇3

1.1 隔震构造措施

保证隔震建筑在遭遇地震时能够充分发挥隔震效能, 保证隔震层能够产生相对位移的措施, 即为隔震构造措施。

因此, 隔震支座周围一定范围内不应有任何阻挡物体;隔震层上部结构与下部结构要设隔离缝;隔震结构与局部非隔震结构要托开。隔震建筑中的排水、管道以及电线等的设备连接与一般的房屋也要有所区别, 穿过隔震层的设备配管、配线应采用柔性连接或其他有效措施, 以适应隔震层在罕遇地震作用下的水平位移。

1.2 柔性连接

隔震层采用柔性连接, 允许隔震层的管线可以伸缩、转动、上升、下降等。一方面确保隔震层的管线不会阻碍隔震建筑产生位移;另一方面保证地震时隔震层的管线, 不会因为隔震层产生位移导致管线拉断、扭曲、挤压破坏, 丧失使用功能。采用柔性连接, 震后隔震建筑的水暖电不会在隔震层处产生破坏, 可以确保地震时隔震层管线完好。因此, 针对隔震层处的柔性连接, 需要深入研究。隔震层柔性连接主要以下方面:

(1) 穿越隔震层上下的水管应采用柔性连接;

(2) 穿越隔震层的电线、网线、通信系统的配线应采用绕曲柔性连接, 并应留有不小于水平隔震缝宽度的多余长度。

(3) 重要管道、可能泄漏有害或可燃介质的管道, 在隔震层处应采用柔性接头。

(4) 隔震层中的导线和柔性软管应留出不小于隔震缝宽度的多余长度, 当管道靠墙或者靠栏时刚性管不得超过隔震层梁底。

(5) 利用构件钢筋作避雷线时, 应采用柔性导线连通上部与下部结构的钢筋。导雷体冒出不小于水平隔震缝的多余长度, 主筋与预埋件焊接, 预埋件与导雷体焊接。

(6) 穿过隔震层的竖向管线 (含柔性导线) , 直径较小的柔性管线在隔震层处应预留足够的伸展长度, 直径较大的管道在隔震层应采用柔性接头, 并能保证发生300mm以上的水平变形。

(7) 给排水及采暖设计中, 遇到的主要困难是管道通过滑移层的处理。对滑移隔震设计给水主管、排水主管、采暖主管在通过滑移层的位移均按水平方向360度范围横向位移不小于水平隔震缝宽度计算, 采用多个橡胶减震柔性接头法兰连接。

1.3 柔性段长度

《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010) 12.2.7条:隔震结构应采取不阻碍隔震层在罕遇地震下发生大变形的下列措施:

(1) 上部结构的周边应设置竖向隔震缝, 缝宽不宜小于各隔震支座在罕遇地震下的最大水平位移的1.2倍且不小于200mm。对两相邻隔震结构, 其缝宽取最大水平位移值之和, 且不小于400mm;

(2) 上部结构与下部结构之间, 应设置完全贯通的水平隔离缝, 缝高可取20mm, 并用柔性材料填充;当设置水平隔离缝确有困难时, 应设置可靠的水平滑移垫层。

(3) 穿越隔震层的门廊、楼梯、电梯、车道等部位, 应防止可能的碰撞。

隔震设计时, 对于单栋隔震建筑, 周边的水平隔震缝一般留300mm, 且不小于1.2倍罕遇地震下的最大位移。两栋相邻隔震建筑之间的水平隔震缝一般留600mm, 且不小于两栋隔震建筑最大水平位移值之和。竖向隔震缝一般不小于20mm。因此柔性连接的管线, 在穿过隔震层时, 柔性段长度不应小于隔震缝的宽度。

1.4 柔性连接材料

柔性连接材料, 应具有拉伸、挤压、扭曲特性, 可以采用两类材料, 一类是预留较长的管线实现柔性连接, 另一类是采用可以自由伸缩、挤压、扭曲而不坏的管线。

对于电线、电缆、网线等, 可以采用预留较长的配线实现柔性连接;对于水管、气管、油管等, 可以采用预留较长的配管或者采用柔性接头。

可以根据建筑功能需要, 针对开发特殊性能的柔性连接材料和柔性连接方式。

2 典型柔性连接示意图

对于竖向柔性连接, 可以采用柔性连接段一端与上部结构的固定支架连接, 另一端与下部结构的固定支架连接, 上部固定支架与上部结构连接, 下部固定支架与下部结构连接, 柔性段的长度应能满足罕遇地震时隔震层产生水平和竖向变形要求。

对于水平柔性连接, 柔性连接段的两端应与固定支架相连接, 柔性段的长度应不小于水平隔震缝宽度, 在遭遇地震时, 并允许产生挤压、拉伸、扭曲变形。

穿越隔震支座的配线都要放在隔震支座防火构造内, 避免遭遇地震时隔震层配线破坏引发火灾。典型柔性连接示意图如下。

3 工程实例

某医院位于昆明, 8度0.2g, 属于重点设防类 (乙类) 建筑, 地上8层, 高宽比1.2, 采用框架结构。采用隔震技术后罕遇地震下的最大位移为208mm。采取的构造措施有:

(1) 隔震支座以上的上部结构的周边均设置水平隔震缝, 缝宽采用罕遇地震时最大水平位移的1.2倍+周边建筑最大抗震缝宽度=400mm;

(2) 上部结构与下部结构之间 (如通风井) 设置了完全贯通的水平隔离缝, 缝高20mm, 用柔性材料填充;