導電滑環是一種通過滑動接觸來實現兩個相對轉動機構的圖像、數據信號以及動力傳遞的精密輸電裝置,廣泛地運用在于機械、電子、航天航空等領域。因此,選用適當接觸模型描述導電滑環的使用壽命至關重要。導電滑環使用的壽命不僅與外部因素有關,還與材料的硬度、彈性模量以及接觸表面的粗糙度等因素存在相應的聯系。本文在借鑒已有實驗的基礎上,從微觀角度出發,通過建立純力學接觸模型和熱力-電多場耦合接觸模型,對導電滑環摩擦副的接觸力學特征與磨損壽命進行了對比和分析。
其主要的工作情況如下:1。從微觀角度出發,通過利用塑性變形接觸過程中微凸體接觸單元體積守恒原理,建立微凸體單元的彈塑性接觸模型,得到了法向變形量與外加載荷、接觸面積和平均接觸壓強之間的關系,為建立橢球微凸體接觸模型提供理論基礎。2。在考慮接觸粘性的條件下,通過有限元模擬分析,建立了接觸單元在單一外加載荷作用下的接觸力學模型。在此基礎上得到了導電滑環接觸表面的真實接觸面積與外加載荷的關系,利用此關系表達式,得到了
導電滑環在粘著磨損狀態下的機械磨損壽命方程。3。利用有限元軟件分析了微凸體在電接觸過程中的力學特征,通過數值模擬得到了接觸單元在多場耦合下的接觸力學模型。在此基礎上得到了導電滑環在電接觸磨損狀態下的壽命方程,通過與機械接觸磨損的對比,對導電滑環電接觸磨損進行了合理的解釋與分析。