一篇(pian)文章教你(nǐ)認識連接(jiē)器的核心(xīn)
發布時間(jian)：2025-12-03 22:58:21點擊:661
随着連接(jie)器可靠性(xìng)要求越來(lái)越高，連接(jie)器的端子(zi)作爲決定(ding)連🤟接器電(dian)力和信号(hao)傳輸性能(néng)的關鍵組(zu)件，往往是(shì)連接器設(she)計的🔴重中(zhōng)之重。大家(jiā)一般對連(lián)接器的插(chā)拔力、保持(chi)力有所了(le)解，但是正(zhèng)向力作爲(wei)🐅連接器的(de)另一個關(guan)鍵性能指(zhǐ)标，往往大(dà)多數人不(bu)太了解。本(běn)文🔞将爲你(ni)詳細介紹(shao)什麽是“正(zhèng)向力”。
一、正向力(li)定義
正向力（英(ying)文：Normal Force）主要來(lái)自于兩連(lián)接器插接(jiē)時插座的(de)🔅端子梁🧡因(yin)🐕與插頭配(pei)合産生的(de)位移，由該(gāi)位移産生(shēng)的彈性恢(huī)複力👌就是(shi)端子正向(xiàng)力。
二、正向(xiàng)力影響因(yin)素
正(zhèng)向力與接(jiē)觸電阻有(you)什麽關系(xì)了？從圖3我(wǒ)們可以直(zhi)觀♊看出随(suí)着正向力(li)增大，接觸(chu)電阻變小(xiao)，在100g力時接(jie)觸電阻趨(qu)于穩定，保(bǎo)持在5mΩ。
圖3：正向力(lì)和接觸電(diàn)阻
正(zhèng)向力對于(yu)連接器的(de)影響是多(duo)個因素的(de)，包括插拔(ba)力，磨損，接(jiē)⛷️觸彈性部(bu)上的壓力(li)（彈片應力(lì)），連接器殼(ké)體上的壓(ya)力（塑膠應(ying)力⚽），接觸電(dian)阻。增加正(zheng)向力對以(yi)上前四項(xiàng)産生不利(li)影響，而隻(zhi)對一項産(chan)生緩和因(yin)素。增加正(zheng)向力提高(gāo)了磨擦力(lì)，也增大了(le)插拔力🌈及(jí)磨損率。緩(huǎn)🛀和因素是(shi)增加磨擦(cā)力同樣提(ti)高了端🙇♀️子(zi)接觸部的(de)機械穩定(dìng)性，這是一(yi)個有利的(de)因素，因爲(wèi)它減少🏃🏻♂️了(le)接觸面的(de)潛在不穩(wen)定性，降低(di)了它在☀️端(duān)子接觸面(miàn)或其附近(jìn)出現腐蝕(shi)性物質或(huo)污染影響(xiang)的敏感程(chéng)度。增加正(zhèng)📧向力使得(dé)在端子彈(dan)性部上💃的(de)壓力變大(da)，這樣反過(guo)來也對連(lian)接器殼體(tǐ)産生一個(gè)更高的壓(ya)力，在連接(jiē)器🧑🏾🤝🧑🏼殼體上(shàng)的高壓力(lì)導緻殼體(ti)更易發生(sheng)變形，這樣(yang)可能影響(xiang)彈性部的(de)固持位置(zhì)，進而影響(xiǎng)正向力。從(cong)這一點來(lai)👄看，顯示出(chū)增加正向(xiang)力總的來(lái)講對連接(jiē)性能産生(shēng)不🈲利影響(xiang)。
三、材(cai)料性能和(he)正向力
（公式1）
其中D=梁(liáng)位移量,E=材(cai)料彈性系(xi)數,W=端子寬(kuan)度,T=端子厚(hou)度🔞,L=端子😍長(zhǎng)度
該(gai)等式包括(kuò)三個要素(su)﹕梁位移、彈(dàn)性系數和(he)端子的幾(jǐ)何🔱形狀🤩，其(qí)中每個要(yao)素都是獨(du)立的。當材(cai)料選定後(hou)，材❓料厚度(du)T,材料的彈(dan)性系數E即(ji)固定不變(bian)，可以通💰過(guo)改變🔞端子(zi)的🌈幾何形(xing)狀來調整(zheng)正向力的(de)大小，并🏃♀️進(jìn)而控制端(duan)子接觸面(mian)間的電阻(zu)，以确保電(dian)力傳遞🧑🏽🤝🧑🏻及(ji)信号傳遞(dì)的穩定性(xing)。
四、正(zhèng)向力的損(sǔn)失
對(dui)于連接器(qì)的失效，正(zhèng)向力的損(sun)失，會造成(chéng)端子接觸(chu)界面的機(ji)械穩定性(xing)降低。正向(xiang)力損失主(zhǔ)要有兩個(gè)方面：永久(jiu)變形和應(yīng)力松弛。
永久變(biàn)形是指端(duān)子梁由于(yú)塑性變形(xíng)而偏離原(yuan)始位♊置❓，查(cha)看公🏃🏻♂️式1，永(yong)久變形造(zao)成梁偏移(yí)D減少，因此(ci)正向力👉降(jiàng)低。
對(duì)于偏移，有(yǒu)一種是設(she)計偏移的(de)塑性變形(xíng)産生的，還(hai)有❗一種是(shì)插拔過程(cheng)中的過應(ying)力，通常是(shi)因爲不正(zhèng)确的插♻️拔(bá)引起的。
應力松(song)弛的結果(guo)是應力的(de)減少，導緻(zhi)正向力的(de)減少。端子(zǐ)💰在正向力(li)作用下會(hui)發生彈性(xìng)變形，産生(sheng)内應力💋。懸(xuán)臂梁上的(de)正向力🏒F與(yu)應力σ間的(de)計算公式(shì)如下：
（公式2）
公式表明(ming)了任何的(de)應力減少(shǎo)都會導緻(zhi)正向力的(de)減少。就連(lián)接器而言(yan)，我們可以(yǐ)定義爲在(zài)連接器使(shi)用期間，随(sui)着時間的(de)👄延續💔，正向(xiàng)力會以一(yi)持續的偏(pian)差而削減(jian)。換句話說(shuo)，僅僅是由(yóu)于端子懸(xuán)臂梁受到(dào)了因其配(pèi)❤️合偏移而(er)産生的應(ying)力，而其所(suǒ)受正向力(li)的削減可(ke)看作是時(shí)間和溫度(dù)雙重作用(yòng)的結果。當(dāng)連接器的(de)工作溫度(dù)升高，此時(shi)應力松弛(chi)就更爲明(míng)顯了。圖5論(lùn)證了其關(guān)系。當懸臂(bì)梁位于其(qí)最大偏差(chà)0.005 英寸時，在(zai)96小時内，正(zheng)🌍向力會随(suí)着溫度的(de)升高而減(jian)小。
應(yīng)力松弛是(shi)不可避免(miǎn)的，隻能控(kòng)制，應力松(song)弛的速度(du)與設🐕計📱選(xuan)擇的材料(liào)和施加的(de)應力以及(jí)應用的環(huán)境溫度相(xiàng)關，應力🐕松(song)弛依賴于(yu)時間和溫(wēn)度。
圖(tu)5：溫度與正(zheng)向力關系(xì)
五、正(zhèng)向力測試(shì)介紹
正向力測(cè)試參照标(biāo)準EIA-364-04（Normal Force Test Procedure for Electrical Connectors）。
常(chang)用測試設(she)備：連接器(qi)插拔力試(shì)驗機。
圖6：連接器(qi)插拔力試(shì)驗機
圖8:根據(jù)設計位移(yí)執行測試(shi)
圖9：繪(huì)制位移-力(li)曲線圖
六.總結(jie)
