端子设计与仿真分析.ppt

端子設計與應力分析 連接器產品事業處 連接器工程部 電子連接器之基本要求 維持穩定且足夠的正向力 破壞表面的薄膜 移除（displacement）掉污染物 減少或去除微振動滑擦（fretting motion） 防止污染物的侵入 維持端子電鍍層的完整性 正向力設計 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。 端子正向力要求 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 分析所得之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，反覆差拔次數。 常用壓力單位換算表 壓力單位換算範例 範例: 鈹銅 290TM-04 抗拉強度為 98 Kgf/mm2 ,可換算為多少 MPa? 答: 98 Kgf/mm2 = 9800 Kgf/cm2 又1 Kgf/cm2 = 0.0980665 MPa (由換算表得知) 98Kgf/mm2 = 9800 Kgf/cm2 = 961.052 MPa Stress – Strain Relationship Yield Strength Tensile Strength 端子應力及正向力分析Excel試算表使用說明 端子簡化 端子簡化為線段 實例說明: Excel試算表應力分析 試算表注意事項 對於FORMING TYPE端子較準確 端子線段幾何輸入由受力點開始 線段細分越小，分析結果越準確 在最後一個端子結構尺寸輸入後，其後的所有的線段長度、角度必須輸入”0”，截面長、寬需輸入”1” 輸入正向力值(N)，使其位移量近似我們所設定的數值 端子應力分析 有限元素法 應力分析運用於電子連接器產業 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 ANSYS 主要執行步驟： 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 ① ② ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ③ ② ① ① ② ③ ① ② ① ② ① ② ③ ④ ⑤ ① ② ① ② ③ ① ② ③ ① ② * * 鍍金端子正向力：80~ 100 g SIM Card/SD用端子：20g~50g 鍍錫鉛端子正向力必須大於 150 g 接觸電阻要求 d : 位移量 (mm) E : 彈性係數 (110 Gpa) s : 最大應力(Mpa) F : N(98gf) 理論最大應力 理論正向力 正向力 VS 最大應力 * Forming type Blanking type . . . σ：stress ε：strain E ：Young’s Modulus 開始塑性變形的應力水平或發生降伏(yielding)現象由開始偏離應力—應變曲線線性部份來決定。此點有時稱為比例限(proportional limit)，此直線和應力—變曲線之塑性區的交截點所對應的應力定義成降伏強度(yield strength)。 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(tensile strength)TS是位於工程應力曲