温度循环条件下电连接器应力松弛蜕化模型与失效机理研究

温度条件下应力松弛行为是引起电连接器接触失效的主要原因之一，因其失效机理较复杂，现有一些失效物理模型无法十分贴切地描述实际的电接触现象，理论基础较欠缺。因此，本项目研究具有重要的理论意义和应用价值。 .本项目研究温度循环条件下电连接器接触对工作温度场的分布特征，构建电连接器接触对温度场数值模型；研究温度循环条件下电连接器应力松弛行为和微观组织演化规律，结合有效蠕变应力理论构建应力松弛蜕化模型，研究温度循环引发的电连接器接触失效机理；研究步进应力加速寿命试验理论，设计试验方案，进行温度循环条件下电连接器应力松弛加速寿命试验；进行软硬件设计，研究信号处理与识别算法、数据采集与存储技术，进行温度循环条件下电连接器应力松弛行为的监测；结合灰色理论与模糊理论建立试验数据处理模型，对试验数据及样品进行分析，验证应力松弛蜕化模型。

空间技术的迅猛发展对电连接器可靠性提出了更高的要求，其失效物理研究仍处于积极探索阶段。本项目主要针对温度循环条件下电连接器应力松弛行为导致的接触失效问题，分别从其温度场及应力场的仿真、应力松弛行为监测方法、热循环加速试验理论与方法、应力松弛行为规律、微观组织演化机理和热循环寿命预测方法与性能蜕化模型几方面展开研究。研究发现，电连接器温度场和应力场的分布与其额定电流值、环境温度值及孔位排列密切相关；插孔的应变量比连接器接触电阻值能更明显地显示应力松弛行为的发展；热循环条件下，随着温度差值增加，应变量降低的速率也增加，随着热循环次数的增加，插孔的塑性应变分量逐渐升高，回弹应变分量逐渐降低；而这一应力松弛现象源于插孔微观组织演化的结果： 相晶粒大小的变化，均匀度的改变、位错密度增加等使合金的强度特别是韧性降低、变形抗力增大。而 相的增加使插孔发生脆裂的几率增加。晶体滑移密度的增加也是引起应力松弛的原因之一。电连接器的热循环寿命与温度差值的k次幂成线性关系，系数k与材料的激活能以及微观晶粒排列分布参数等有关。