小子样下导电滑环磨损失效仿真的可靠性评估研究

发布时间：2025-04-11 03:11

　　 针对滑环失效数据较少的特点,构建导电滑环磨损失效模型,结合小子样数据处理法和随机性理论对滑环摩擦副进行可靠性评估研究。首先,考虑滑环摩擦副在热力电多场耦合环境下的特点,应用传热学、赫兹理论、能量守恒定律量化多场耦合对滑环摩擦副的影响,再结合Archard模型理论构建导电滑环摩擦副磨损失效模型。然后,采用小子样数据的虚拟增广法和Boot-strap法对仿真数据进行扩展,根据滑环磨损特征量分布规律分别得到随机失效阈值与固定阈值下的可靠度函数曲线,以某厂制造的导电滑环为例,进行滑环摩擦副可靠性评估,实验结果表明随机失效阈值下的可靠度与实际更接近。研究表明所构建的磨损模型和方法可以有效地对导电滑环进行可靠性评估,避免了传统的必须依赖大量试验数据的方法,解决了缺少滑环试验数据而难以进行可靠性评估的问题,填补了导电滑环可靠性研究的空白。

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【部分图文】：

图1 盘式滑环结构图

导电滑环由多个环道构成,盘式滑环结构如图1所示,通过滑环的各个触头与汇流盘各环道盘面接触形成摩擦副,将电流、信号等数据进行传输。导电滑环摩擦副在导电滑环运行过程中,由于电流传输、摩擦、接触载荷作用下,滑环摩擦副处在热力电多场耦合的环境,多场之间相互耦合加剧摩擦副磨损。其中,触头与....

图2 导电滑环磨损失效模型构建流程

导电滑环摩擦副在磨损过程中,由于摩擦副热力电多物理场之间相互耦合影响,使滑环摩擦副的磨损程度难以计算。因此,本文结合赫兹理论、传热学、能量守恒、Archard模型解决滑环多物理场耦合对滑环磨损影响,建立导电滑环磨损失效模型。其中应用赫兹接触理论建立滑环摩擦副接触模型,预测接触载荷....

图3 导电滑环电流传输

At=π?c2=π(3rF4E)23(2)1.2.2滑环摩擦副接触温升模型

图4 导电滑环摩擦副传热过程

导电滑环摩擦副在运行过程中,由于热力电多场耦合影响,产生热量,接触区域温度升高,同时由于接触区域温度高于周围环境,与周围环境进行热交换。导电滑环摩擦副热源主要是由电流传输、触头与汇流盘镀层摩擦产生,其中电流传输产生热量包括触头与汇流盘之间的接触电阻热、电流流经盘面产生的焦耳热。同....

本文编号：4039410