基于ANSYS的电连接器压电分析和研究

范武健，王立强，杜永英，杨海南

（1.沈阳化工大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110142；2.江苏建筑职业技术学院机电工程学院，江苏 徐州 221116）

0 引言

电连接器是用来端接导体并与相应的配对元件进行插合和分离，以实现电路通断的元件，是完成电信号的传输与控制以及电子与电气元件间进行点连接的基础组件，在电子、机械、信息等领域中应用范围广泛，发挥着重要的作用[1]，已经发展成为电子电气系统中主要的电功率、电信号的载体。电连接器质量的好坏及可靠性的高低将对电气电子设备的性能，以及控制系统的安全造成直接的影响。文献[2]利用等效理论对电连接器接触力的可靠性进行了分析研究，文献[3]对电连接器的热性能进行了分析研究。然而，基于压电效应所引起电连接器的结构变形还很少有研究，因此，基于ANSYS 对电连接器进行压电分析和研究是很有必要的。

1 ANSYS 压电分析与逆压电效应

1.1 ANSYS 压电分析

有限元ANSYS 软件是唯一能够真正实现多物理耦合场分析的分析系统，它集电、热、结构、电磁、流体、声学等多物理场求解功能与一体。耦合场分析是指考虑了两个或多个工程物理场之间的相互作用的分析[4]。压电材料在结构变形与电学效应方面具有机-电耦合特性，属于多物理场的耦合问题。压电分析是一种结构—电场耦合分析，当给压电材料施加电压时，压电材料会产生位移，反之若使之振动，则会产生电压。压电耦合分析可使用的单元类型有Plane13、Solid5、Solid98、Plane223、Solid226、Solid227 单元。……