轮轨接触温升的有限元分析

分析了轮轨接触的接触温升。结果表明，在正常接触工况和较大滑滚比条件下，轮轨接触温升可达到可观数值。

轮轨接触温升及其数值分析研究

应用传热学原理建立了轮轨接触传热的二维模型，应用Laplace变换法求出了轮轨接触区的接触温升的解析解。由于解析法难以求出接触区以外的温升，数值方法得以应用，因而应用有限差分法求得了轮轨接触温升的完全数值解。通过比较分析得出，数值解和解析解间的差别随列车速度和蠕滑率的增大而增大;如果只要求轮轨接触区的温升，鉴于解析解计算速度比数值解快得多，从工程应用上来说，解析解可以满足要求。

铆钉电触头接触温升与接触电阻特性研究

铆钉触头材料的接触温升与接触电阻直接关系到电气连接的可靠性。通过设计触头材料电接触试验系统,实现了球-平面电接触对接触温升与接触电阻的测量方法,从而研究了接触压力和电流对于稳定温升和热时间常数的影响。为获得接触斑点的发热状态,应用COMSOL Multiphysics有限元软件建立了包含触头对、触头夹具及热电偶的多物理场耦合仿真分析模型,根据试验环境确定了仿真边界条件,进而分析了膜电阻、接触压力和电流对于斑点稳定温升的影响。

考虑多点随机接触的触头接触温升建模方法

触头发热直接影响电气开关的运行性能,确定接触面的温升是很必要的。为了克服单点接触模型准确性较差的缺陷,结合传热理论,考虑触头接触热阻和多点接触的随机性,给出了一种通用的触头接触面温升建模方法。研究考虑接触热阻后的温升建模方法,和多点随机接触的结构建模方法,给出了具体计算模型和实现过程。实例测试结果表明:接触热阻能有效反应接触面和目标面之间的温差;多点随机接触的结构建模方法,能够正确反应斑点大小及斑点数量对温升的影响。该方法具有通用性,利用它可以自动生成斑点数量和大小可变的随机接触模型,并计算触头接触面上的温升分布。

波动载流及变速调控下滑动电接触温升模型研究

文中使用可变速滑动电接触试验机模拟波动载流和速度下接触温升状况。通过实验以运行速度、载流为输入,接触温升为输出,获得不同电流和速度下的接触面温升特性规律,再利用拟合算法建立在不同滑动速度和波动载流下滑动电接触温升模型,并结合误差平方和可决系数验证模型的有效性。

石墨型气体开关电接触面的温升分析

脉冲电流作用下石墨型气体开关的静态电接触面需要考虑如何降低温升以防止静熔焊的问题。根据电接触理论的霍尔姆(Holm)模型,由赫芝公式和热传导方程确定了石墨型气体开关电接触面温升与材料物理属性以及开关机械参数之间的关系,建立了电接触面温升模型,并运用该温升模型对各参数变化对温升的影响进行了分析计算。从理论上证明,选用高热导率、高密度、高比热容、低电阻率的金属材料有助于降低石墨型气体开关的电接触面温升,而且,选择适当的接触面积、接触面压力和金属电极座的表面粗糙度也能防止接触面温升造成的静熔焊现象。分析和结论对石墨型气体开关的研制和使用具有指导意义。

滑动电接触中最小温升的计算研究

在滑动电接触中,接触面温升会改变接触环境,为了降低温升对接触性能的影响,应保证接触温升最小。采用滑动电接触实验机,对其温升系统进行了实验研究,得到了以温升为输出,运行速度、接触载流以及载荷为输入的数据变化关系。采用神经网络拟合出数据所表现出的模型关系,得到从输入映射到输出变量的黑箱模型。在此基础上,通过对最小温升问题的分析,将其转化为最优问题的求解,进而采用粒子群优化算法实现最优载荷的确定,给出了部分运行工况下最小温升,结果表明了设计方法的有效性。

电接触与电接触材料(五)

介绍了电接触中α-斑点温升计算的基本方程,指出收缩区内(r^a)温升达至稳态的时间常数与材料热性能及斑点半径有关;在假设电接触材料的热导率及电阻率不随温度变化以及电接触材料的外表面为与外部环境无热交换的条件下,得出电接触附加温升的简单计算式,此时电接触温升只与材料的物理性质有关,而与尺寸形貌无关。重点介绍了考虑温度对电阻率及热导率影响时的V_T关系式,讨论了α-斑点附近温度场的计算结果。

驱动电机轴承热特性分析系统设计与验证

针对新能源汽车驱动电机轴承热特性分析过程中,其温升及接触分析计算过于复杂、计算效率低的问题,采用MATLAB App Designer软件开发工具,在建立驱动电机轴承温升及接触分析模型和编制其数值求解程序的基础上,设计一套新能源汽车驱动电机轴承热特性分析系统。该系统使用方便,只需输入轴承的相关参数,便可直接计算出轴承相应的温升、发热功耗和接触载荷等性能参数,且计算结果可在系统界面以图表的形式进行显示和输出。与试验数据的对比结果表明,该系统高效可靠,为工程设计中其他复杂计算系统的开发提供了参考。

表面不平顺对轮轨摩擦温度场的影响

为揭示轮轨表面破坏与摩擦温升的内在联系,利用有限元和有限差分混合算法,建立了轮轨滚动接触热耦合计算模型,模拟轮轨滚动、滑动接触温升过程。模型中考虑了轮轨间非稳态热传导、与环境的热对流、热辐射,针对轮轨光滑和不平顺两种接触表面情形,分析了滚动、滑动工况下轮轨界面间的摩擦温升状态。计算结果表明轮轨表面不平顺能使经历短时间滑动的轮轨表面倾向于产生斑点状剥离,长时间滑动与滚动工况下表面不平顺对温度场的影响可忽略,滑动工况的温升较滚动工况的大。

10kV高压断路器电气试验机器人接线装置研究

采用机器人技术进行10 kV高压断路器电气试验可克服人工试验存在的问题,有效提高试验效率和质量水平。文中研究了电气试验机器人接线装置(含接线插头和线仓)关键技术,针对最为复杂的回路电阻测试项目,研究并设计了一种集电压与电流接触于一体的弹片式新型接线插头,使得机器人一次接线即可完成回路电阻测试;根据机器人负载能力,研究了插头接触弹片与断路器断口梅花触头触指的接触压力与接触电阻关系,设计了接线插头接触弹片,满足接触电阻的要求。研究并设计了由接线插头定位基座和平面涡簧收放线装置构成的线仓机构,既能保证机器人反复可靠抓取接线插头又能保证测试线缆收放顺畅。仿真计算和实测结果均表明,采用所设计的接线插头一次接线即可完成回路电阻测试,且与断路器断口梅花触头的接触电阻引起的接触温升小于标准温升;所设计的线仓能保证机器人准确抓取接线插头运动顺畅而未出现卡顿。文中的研究为实现机器人在10 kV断路器电气试验的应用提供了技术支持。

压接高度对端子压接性能的影响

通过调整压接机档位获取四种不同压接高度的端子试样,研究压接高度对耐拉力、接触电阻、接触温升的影响,获得了端子压接性能与压接高度的定性关系,同时基于接触电阻计算模型,采用参数回归法,得到了接触电阻、接触温升与压接高度的定量关系式,为指导工程上快速选取压接高度参数提供了模型参考。

某型产品转速传感器滚针摩擦副磨损浅析

对航空发动机燃油系统某型产品机械式转速传感器支承滚针摩擦副磨损进行了技术研究,通过支撑滚针摩擦副结构介绍、滚针摩擦比功(P_v值)与接触温升ΔT_(max)计算分析,得出接触温升与摩擦副接触球面球冠圆心角关系,将摩擦副支撑滚针球头与球窝接触表面球冠圆心角控制在小于50°,以提高摩擦副接触贴合度,使该摩擦副工作中处于最佳磨损状态,提高了摩擦副的可靠性,保证了产品满足翻修寿命(300 h)的磨损要求。