摘要：插接器的设计验证是控制插接器品质的重要手段，对插接器的品质控制、开发周期、开发成本等具有重要意义。本文分析了插接器的3种设计验证方法：传统的设计验证方法、基于ABAQUS软件的设计验证方法、基于RP技术的设计验证方法。

    车用电线束插接器用于汽车电路各连接点的连接，是汽车上的重要零件，其品质好坏直接影响到电力或信号的传输效果。插接器在汽车中占的成本比例很小，但在汽车使用中若出现品质问题，往往产生严重的后果，且维修成本大幅增加，因此，插接器的品质越来越得到汽车制造商及零部件供应商的重视。
    插接器的设计验证是指通过设计评审、产品检验、试验等手段来证实设计输出符合设计输入的要求。插接器的设计验证也是控制插接器品质的重要手段。分析插接器的设计验证方法，对插接器的品质控制、开发周期、开发成本等均具有重要意义。

    1 传统的设计验证方案
    汽车连接器传统的设计验证方案包括设计评审验证、工装样件测试验证、工装样件的装车道路试验验证。
    1.1设计评审验证
    设计评审验证是指插接器开始设计到完成设计期间的各种评审，包括设计输入评审、设计方案评审、产品图纸评审、工艺方案评审、模具设计评审等。设计评审一般由项目经理组织项目组成员完成，项目组成员一般包括产品设计工程师、材料工程师、模具设计工程师、产品工艺工程师、品质工程师、模具装配工程师、模具加工工艺工程师等。不同阶段的设计评审，可由不同的相关项目组成员参加。
    对于设计方案的评审，一般评审项目包括：材料选择、弹性结构（包括端子和护套配合弹性结构、插接器对接自锁弹性结构、CPA和TPA与护套自锁弹性结构等）选择及可靠性、公司标准结构库标准结构的选择及合理性分析、端子导电能力、装配可行性、耐温性能等级、防水性能等级、防震动等级、阻燃等级等。
    对于设计细节的评审，一般是指对主要配合尺寸及影响产品关键性能的尺寸的校对和评审。
    1.2工装样件测试验证
    工装样件测试验证是指正式模具生产的样品完成后，对该样品进行的尺寸检验和性能检验。
    1）尺寸检验一般由品质工程师按照产品图纸对样品进行检验。首次工装样品的尺寸检验一般会包括产品图纸要求的全部尺寸，但合格判定则主要是依据影响装配性能的配合尺寸、影响使用性能的结构尺寸、影响装配难度的外形尺寸等。
    2）性能检验一般由试验工程师按照产品图纸要求的插接器标准（包括中国汽车行业标准、欧美标准、日本标准、汽车厂标准等）对样品进行性能试验。插接器的性能检验主要是验证产品能承受恶劣的工作环境并保持合适的电性能的能力。检验项目主要包括机械性能、电性能、环境性能三大类。
    1.3工装样件的装车道路试验验证
    由于汽车使用条件的复杂性，所以汽车产品的开发、定型、改进等都需要进行可靠性、耐久性、行驶性能的道路试验验证。
    汽车连接器的开发和选用一般和汽车的开发保持同步。汽车连接器一般不会进行单独的道路试验，汽车进行道路试验时所开发或选用的连接器同其它汽车零部件一样同时完成道路试验。道路试验完成后由汽车厂出具连接器的路试合格报告。

    2．基于ABAQUS软件的设计验证
    ABAQUS软件是国内汽车连接器行业普遍采用的对产品设计进行分析的CAE软件（计算机辅助分析软件），基于ABAQUS软件的设计验证是指在产品设计完成后，借助ABAQUS软件，利用有限元分析方法，输入相应的参数对所设计的产品进行前期分析，初步判断产品设计的合理性。
    2.1 ABAQUS软件介绍
    ABAQUS是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能。ABAQUS为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易地模拟出来。例如，对于复杂多构件间题的模拟，是通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。在一个非线性分析中，ABAQUS能自动选择相应载荷增量和收敛限度。它不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。用户通过准确的定义参数就能很好地控制数值计算结果。
    2.2验证内容及方法
    汽车连接器设计的CAE分析验证一般包括结构性能分析验证和电热性能分析验证。
    2.2.1结构性能分析验证
    结构性能分析验证主要是分析和验证产品的力学性能。包括连接器端子的插拔力、连接器的插拔力、端子插入护套力、端子在护套中的保持力、自锁装置强度、带铰链护套中铰链的抗弯曲能力等。
    以端子插拔力分析验证为例（连接器其它力学性能的验证与此类似），分析验证过程为：将端子三维设计模型保存为IGS格式，导人CAE处理软件Hypermesh中，划分接触表面网格，如图1所示。根据产品应用的物理环境，在Hypermesh中定义端子有限元模型的类别、设置好有限元模型的接触关系并保存文件。输出为IN2格式文件，导人CAE分析软件ABAQUS中，在ABAQUS软件里定义端子材料的各项属性（密度、弹性模量、泊松比、磨擦因数），然后开始进行分析运算。ABAQUS运算结果为RES格式的文件，将此运算结果导人CAE处理软件Hypermesh中进行后处理，可得出插拔力一位移曲线（图2） 。曲线中显示的最大插拔力和要求的标准进行比较，即可得出原始设计是否能保证插拔力合格的结论。

    2.2.2电热性能分析验证
    电性能分析验证主要是分析和验证产品的电气性能。包括端子接触面接触电阻、相邻端子绝缘电阻、绝缘介电强度、温升等。
    以连接器温升分析验证为例（连接器其它电热性能的验证与此类似），分析验证过程为：将连接器三维设计模型保存为IGS格式，导人CAE处理软件Hypermesh中，划分接触表面网格。根据产品应用的物理环境，在Hypermesh中定义端子有限元模型的类别、设置好有限元模型的接触关系并保存文件。输出为IN2格式文件，导人CAE分析软件ABAQUS中，在ABAQUS软件里定义材料和环境的各项属性，包括材料密度、环境温度、通电电流、热导率、潜伏热、比热、电导率、焦耳热、对流系数、辅射率等，定义温度采集点，然后开始进行分析运算。ABAQUS运算结果为RES格式的文件，将此运算结果导人CAE处理软件Hypermesh中进行后处理，可得出采集点的时间一温度曲线。曲线中显示的最大温升和要求的标准进行比较，即可得出原始设计是否能满足标准中关于温升的要求。

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