2 有限元仿真及结果分析
    根据前文理论分析，在Abaqus中输入材料参数，应将试验所得名义应力应变参数通过计算转变为真实应力应变参数。根据设计需求，该连接器选用一种PA66增强材料，通过计算，其弹性模量为9 300 MPa、泊松比为0.3，真实塑性应力应变参数见表1，真实抗拉强度为246.2 MPa。

    该连接器形状设计如图1所示，剖视图如图2所示。该设计挂鼻结构实现与对插护套有效连接，保证护套相对位置的结构。在护套对插过程中，需要按压挂鼻结构。根据设计经验，在按压过程中挂鼻结构的根部承受较大的应力集中，是失效危险点。



    运用Abaqus对该连接器进行有限元分析，预测应力集中点及应力最大值。图3所示为挂鼻按压过程中护套的Mises应力云图。图4为挂鼻按压过程中护套简化为挂鼻结构的Mlses应力云图。对比两图最大应力相差不大可以忽略，且其挂鼻结构应力分布一致。为了简化模型，节省计算资源，只分析挂鼻结构在按压过程中的应力分布。



    原始设计提供4种设计方案见表2。4种挂鼻设计方案Mises应力云图如图5所示。

    方案1最大Mises应力239.1 MPa，方案2最大Mises应力228.4 MPa，方案3最大Mises应力245.4 MPa，方案4最大Mises应力213.1 MPa。结合Mises等效应力和材料力学第四强度理论即最大形状改变比能理论，取安全系数1.4，抗拉强度为246.2 MPa，则最大Mises应力不大于175.9 MPa，才能保证设计的安全性。校核4种设计方案，发现4种方案均不能满足设计需求。

    对4种设计结构和应力分布情况进行分析，结果如下。
    1）挂鼻结构按压过程中最大应力均出现在挂鼻结构根部。
    2）4种方案中最大应力值较小的设计，其挂鼻杆上的应力值较大且分布区域较广，这是由于在总变形量基本一致时，挂鼻杆分担了挂鼻根部的应力，减缓了应力集中趋势。
    3）圆角尺寸不易过大，若圆角过大，有可能改变根部尺寸。
    基于上述分析，若要改善最大应力，则在保证总变形量的前提下，使整个挂鼻结构有更多的区域分担变形，减弱应力集中现象。因此，提出设计方案5，调整挂鼻杆厚度为1.8 mm，挂鼻根部厚度为1.5 mm，采用较小的圆角。分析结果如图6所示，最大Mlses应力为157.7 MPa，小于175.9 MPa，则该设计满足校核条件。

    3 结论
    在Abaqus中建立有限元分析模型，有效地预测了挂鼻结构的应力集中和最大应力，整理分析前文中工作，得出如下结论。
    1）在总变形量不变的情况下，可以通过更改结构，使变形更广泛地分布在整个结构上，避免应力集中。
    2）在连接器挂鼻设计时，应避免挂鼻根部和挂鼻杆在宽度尺寸上有太大差异。
    3）考虑到模具加工、注塑工艺等的限制，在该数量级下，改变挂鼻根部与上下方结合的圆角尺寸设计，在实际产品上体现不明显。通过有限元分析发现，在该数量级下更改圆角尺寸，对产品的应力集中和最大应力值改善影响并不明显。

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