汽车线束和连接器可靠性设计及工艺流程研究

学位论文作者签名：李小平 日期： 2007 年 2 月 5 日
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上海交通大学 硕士学位论文 汽车线束和连接器可靠性设计及工艺流程研究 姓名：李小平 申请学位级别：硕士 专业：电气工程 指导教师：常越 20070211
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汽车线束和连接器可靠性设计及工艺流程研究 摘要
汽车线束是连接汽车各个电器与电子设备的重要部件， 在电源、 开关、 电器和电子设备之间传递电信号，素有汽车神经之称，是对汽车进行电信 号控制的载体。汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽 车电路。 本文在汽车线束及连接器常规设计技术和质量控制的基础上，根据线 束及连接器的发展趋势，对线束及连接器的可靠性设计进行了研究，以指 导现行设计的改进；根据线束及连接器的性能要求，对潜在失效模式及原 因进行了分析和研究，以指导线束及连接器在生产制造过程中的质量控制 和改进。 本论文主要研究内容如下: 1、依据汽车线路图和电器参数及环境性能要求进行导线类型、导线截面 积、导线颜色和线束保护和固定设计。 2、依据电接触理论对端子作可靠性设计：接触电阻设计、插拔力设计、 接触正压力设计、最大应力和永久变形设计。 3、依据汽车连接器的使用和环境要求进行护套的结构设计、材料选择、 端子固定点强度计算，护套与护套和护套与端子之间互换性设计，装配附 件的选择。 4、对汽车线束生产制造进行质量先期策划和潜在失效模式及后果分析， 制定制造过程的质量控制计划，减少缺陷，防止失效和提高线束和连接器 的实物质量。 关 键 词： 汽车线束，汽车连接器，可靠性设计，工艺，质量
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3. Auto housings reliability design including construction design, materials design， assembly accessories，calculate strength on contact point&mating interval between
technology and quality control for harness and connector.According to harness and connector performance requirements,we can analysis potential failure mode&effects to guide quality control and improvement for harness and connector during batch producing process.Auto harnesses spread all over the automobile. Electric signal through general power is controlled by each switch and transferred to electrical equipments.Auto harness is formed by many materials and parts.When we design auto harness, material selected should not only conform to auto performance requirements, but also that of harness. During assembling and using for auto connectors, terms and housings elasticity become deformed. So we design connectors not only meeting to electric and environmental performance, but also that of mechanical. Owing to many kinds of auto harness materials and parts &working process, key point of quality control is to control the producing process per potential failure mode and effects analysis. Following is the main research fruits for this thesis: 1. Select wire type， cross-section， connectors and terms， design harnesses according to auto circuits drawing, electric equipments parameter and environmental performance requirements. Determine harness branches per assembly position. 2. Auto contact reliability design including contact resistance, insertion and withdrawl force，positive force，max stress design according to electric contact theory.
m ——————为与接触形式 、压力 、范围和实际接触面的数目有关的指数
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FN ——————接触正压力
D ——————挠曲量 E ——————材料的弹性模量
W ——————悬臂梁宽度
T ——————悬臂梁厚度
l —————— 悬臂梁长度
I ——————惯性矩
nx ——————表示几何参数在 x 端子尺寸变化前后之比 Ey ——————杨氏弹性模数
学位论文作者签名：李小平
指导教师签名：常越
日期：2007 年 2 月 5 日
日期：2007 年 2 月 5 日
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第一章概述
1.1 汽车线束概要
汽车线束是连接汽车各个电器与电子设备的重要部件，在电源、开关、电器和电 子设备之间传递电信号,素有汽车神经之称， 是对汽车进行电信号控制的载体。 汽车线束 是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。目前，汽车线束编成的形式由 电线、连接器和传感器以及其它器件组成。汽车线束要能保证汽车在各种恶劣环境和行 驶条件下的更高的安全可靠性，这就为汽车线束的技术发展提出了更高的要求。 在汽车技术高度发展的今天， 汽车电器的用量大幅度增长， 特别是 20 世纪 80 年代以来， 随着人们对汽车乘坐舒适性、 燃油经济性、 排放环保性要求的日益提高,汽车上应用的新 装置、新技术不断增多，使电线束上所用零件不断增加，重量也由过去的几千克上升到 庞大的体积越来越阻碍着整车的发展， 电线束的改进 了现在的几十千克,甚至上百千克。 问题也越来越多地受到了人们的关注。
Es ——————正割弹性模数
P ——————轴向集中载荷，最大值近似为最大保持力
[τ ] —————
材料的剪切应力强度
b ——————弹性支撑挂台的宽度 h ——————弹性支撑挂台的有效高度
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本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。
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STUDY ON RELIABILITY DESIGN AND PROCESS CONTROL OF AUTO HARNESS AND CONNECTOR
ABSTRACT
Auto harness is an important accessory for automobilel,which is calledauto-nerve. It’s electricity signal control carrier. It can transfer electric signal reliably.This article guides design improving according to developing trend based on routine designing
Fs —————— 拔出力 FN —————— 接触正压力
µ —————— 材料的摩擦系数
α —————— 材料端部的导角
a —————— 与接触面的微观状态有关的参数 b —————— 与材料的性质有关的参数 n —————— 插拔次数
R—————— 为接触电阻 K ——————为与接触材料的物理 、化学性质以及接触表面情况有关的系数
conn. and conn.&conn. and terms and dimension tolerance according to auto harness using and environmental requirements. 4. Advanced product quality planning&potential failure mode and effects analysis to auto harness production. Quality control planning for production period to reduce defect，avoid failure and improve harness&connector quality.
1.2 我国汽车线束发展现状
目前.我国约有大大小小几百家汽车线束与其它线束身产企业， 其规模大小、 水平高 低各不相同.形成了激烈的市场竞争基础。汽车线束配套企业合资或独资所占比重约为
10﹪其余 90﹪均是内资企业。我国线束企业主要分布在上海、北京、天津、东北地区、
浙江、江苏、广东、福建、山东、安徽、重庆等省市。大致上可分为三种类型：外资企 业。其规模大投入大、定单稳定。如联合电子、德尔福、矢莱尼等近年来发展迅猛技术 主要来自美国、日本欧洲等地区。由国内 60 年代发展而来的汽车配套定点企业如长春 市灯泡电线有限公司这类股份制企业经过几十年发展，为一汽、二汽公司配套了大量的 线束其技术水准在不断提升，销售规模在 2～6 亿元之间，组装人员在 1000～2000 人左 右；民营企业。这些私营企业主要分布在浙江、河南、安徽、江苏、山东、广东、上海 等销售规模在 1～4 亿元，其余的企业销售规模均小于 5000 万元。
UA —————— 系统提供的电压 Ud —————— 允许最大电压降损失
ρ ———————材料电阻率
L ———————导线长度 A ———————导线截面积 mm 2
A ———————接触面积 A(l ) ——————端子截面积(mm2 ) L ———————端子导电长度 F 1 —————— 插入力
KEY WORDS：Auto harness，Auto connector，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱeliability design，process control， Quality reliability planning&control way
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符号说明
第二章
I ———————电流 P ———————用电设备的功率