本文以Y11X—2221圆形电连接器为研究对象，分析了电连接器在振动应力作用下的失效机理，对电连接器在振动环境下的可靠性试验及试验数据的统计分析进行了研究。
首先，介绍了国内外可靠性研究的发展历史和现状；对可靠性试验方法和发展趋势，可靠性统计分析方法和存在的问题，以及航天电连接器可靠性研究的现状和存在的问题进行了回顾和评述。
其次，通过对现场、试验室电连接器的失效情况进行统计和分析，指出电接触失效是电连接器失效的主要形式。而在正常的工作条件下，造成电连接器电接触失效，即决定电连接器工作寿命的主要原因是接触压力减小、微动磨损和表面膜层的生长，而影响接触压力、微动磨损和表面膜层变化的主要因素是环境振动和温度。
第三，通过对电连接器的结构及电连接器在振动应力作用下的动态特性的分析，探讨了电连接器在振动应力作用下的失效机理，并得出了电连接器在振动应力作用下的失效物理方程。进一步结合概率统计理论，建立了电连接器在振动应力作用下的可靠性统计模型，即逆幂律—威布尔模型，为电连接器可靠性试验方案的制定和试验数据的统计分析奠定了基础。
第四，通过对电连接器进行振动应力下的加速寿命试验，并对试验数据统计分析，验证了电连接器可靠性统计模型的正确性。并以试验数据的最小二乘估计值为初始值，应用极大似然估计方法对试验数据进行统计处理，得出了电连接器可靠性特征值的估计值。
最后对全文的研究内容进行了总结，并指出了电连接器可靠性试验和分析研究中需要进一步研究的内容及本基金课题的下一步工作方向。
In this dissertation, the model Y11X-2221 electrical connector as the object, the failure mechanism and reliability test method and test data statistical analysis method of electrical connectors under vibration stress has been research.Firstly, briefly stated the reliability research developing history and current situation at home and abroad, the reliability test method and developing trends, the statistical analysis method and existing problems, and electrical connectors reliability research’ s current situation and existing problems.Secondly, through analyzing the failure instance of electrical connectors in using and testing environment, educed contact fault was a main mode of failure of electrical connectors. On natural working conditions, the main reasons which caused fault of electrical connector were contact stress decreasing, microseism wearing and tearing and surface film growing. While the main factor that affected their were environment vibration and temperature.Thirdly, through analyzing the structure and dynamic character of electrical connectors under vibration stress, then researching the failure mechanism of electrical connectors under vibration, attained failure physics equation of electrical connectors. And combining with the theory of probability and statistics, set up a reliability statistical model of electrical connectors affected on vibration stress, that is REVERSE POWER LAW梂eibull Model, laid a foundation for working out electrical connector reliability test plans and treating electrical connectors test data.Fourthly, through the accelerated life test of electrical connectors under vibration stress and statistical analysis of test data, verified that the reliability statistical model of electrical connectors is correct. Then, took least squares estimator of test data as preliminary estimate, applied versatile maximum likelihood estimate method to treat test data, obtained
estimators
electrical
connectors
reliability characteristic values.Eventually, gave a conclusion to research content of entire dissertation, and proposed the research content of the reliability test and analysis of electrical connectors, and the research direction of this Foundation project.
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同轴连接器的失效原因分析及可靠性提高方法
发布时间： 12:00:53
射频同轴 连接器 作为无源器件的一个重要组成部分，具有良好的宽带传输特性及多种方便的连接方式，因而被广泛应用于测试仪器、武器系统、通讯设备等产品当中。由于射频同轴连接器的应用几乎渗透到国民经济的各个部门，其可靠性也越来越引起人们的关心和重视。本文针对射频同轴连接器失效模式进行了分析，并 就如何提高其可靠性进行了讨论。
射频同轴连接器 的品种虽然很多，但无论是螺纹连接型如：N型、SMA、3.5mm，卡口连接型如：BNC、 C，还是推入连接型如：SMB、SSMB、MCX其连接原理大体相同。下面以 N型连接器 为例，就其失效形式及提高可靠性的方法展开分析。图0-1是N型连接器的结构示意图。
N 型连接器对连接好后，连接器对的外导体接触面(电气和机械基准面)依靠螺纹的拉力相互顶紧，从而实现较小的接触电阻(&5m&O)。插针内导体的插针部分插 入插孔内导体的孔内，并通过插孔壁的弹性保持两个内导体在插孔内导体的口部良好的电接触(接触电阻&3m&O)。此时插针内导体的台阶面与插孔内导体 端面并未顶紧，而是留有&0.1mm的间隙，这个间隙对同轴连接器的电气性能和可靠性有重要影响。N型连接器对的理想连接状态可归纳为以下几点：外导体的良好接触、内导体的良好接触、介质支撑对内导体的良好支撑、螺纹拉力的正确传递。以上连接状态一旦发生改变将导致连接器的失效。下面我们就从这几个要点入手，对连接器的失效原理进行分析，从而找到高连接器可靠性的正确途径。
1、外导体的不良接触导致的失效
为保证电气和机械结构的连续性，外导体接触面之间的力一般都很大。以N型连接器为例，当螺套的拧紧力矩Mt为标准的135N.cm时，由公式 Mt=KP0&10-3N.m(K为拧紧力矩系数，此处取K=0.12)，可以计算出外导体受到的轴向压力P0可达712N，如果外导体的强度较差，就有可能造成外导体连接端面磨损严重甚至变形溃缩。例如SMA连接器阳头外导体连接端面的壁厚较薄，仅0.25mm，所用材料多为黄铜，强度较弱，连接力矩稍 大，连接端面就可能被过度挤压产生变形，损坏内导体或介质支撑;且连接器外导体的表面通常都有镀层，较大的接触力会破坏掉连接端面的镀层，导致外导体之间 的接触电阻增大，连接器电气性能下降。另外如果射频同轴连接器的使用环境比较恶劣，一段时间后，外导体的连接端面上就会沉积一层灰尘，这层灰尘使外导体之 间的接触电阻激增， 连接器 的插入损耗变大，电气性能指标下降。
改进措施：要避免连接端面变形或过度磨损导致外导体不良接触，一方面我们可以 选用强度更高的材料来加工外导体，如青铜或不锈钢;另一方面也可以加大外导体连接端面的壁厚，以增加接触面积，这样在施加同样连接力矩的情况下，外导体连接端面单位面积上的压力就会减小。如一种改进型的SMA同轴连接器(美国SOUTHWEST公司的SuperSMA)，其介质支撑的外径由普通SMA的 &P4.1mm减小为&P3.9mm,外导体连接面的壁厚相应增大为0.35mm，机械强度提高，从而增强了连接的可靠性。在存放和使用连接器时要保持外导体连接端面的清洁，如上面有灰尘，可用酒精棉球擦洗干净。需要注意的是擦洗时应避免酒精浸到介质支撑上，且要等酒精挥发完毕后才能使用连接器，否则会因为酒 精的混入，引起连接器的阻抗改变。
2、内导体的不良接触导致的失效
相对于外导体，尺寸较小，强度较差的内导体更容易造成接触不良而导致连接器失效。
内导体之间多采用弹性连接方式，如插孔开槽式弹性连接、弹簧爪式弹性连接，波纹管式弹性连接等。其中插孔开槽式弹性连接结构简单，加工成本低廉，装配方便，应用范围最为广泛。因而本文也将以此为例进行分析。
2.1、内导体固定不牢
为了装配需要，在很多同轴连接器(如N型，3.5mm)中常采用图2-1所示的结构：内导体被在介质支撑处分为两截，然后用螺纹连接起来。
但是由于内导体直径较小，装配时若不在螺纹连接处涂胶加以固定，那么内导体连接强度是很差的，尤其是一些小型射频同轴连接器，如1.85mm同轴连接器内导体的直径仅为&P0.804mm，其强度可想而知。因此，当连接器在多次连接、断开，在扭力和拉力长期作用下，内导体螺纹可能就会松动、脱落，致使连接失效。
图 2-2也是同轴连接器常用的结构之一(如SMA)：内导体、介质支撑以及外导体依靠胶粘剂固定在一起。这种结构如果在装配时涂胶量不够或胶的连接强度不 够，那么在使用过程中，涂胶处因受力可能发生断裂，就会造成内导体转动或者轴向窜动，内导体之间不能形成良好的电接触，连接失效。　　推荐期刊投稿
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