电磁轨道炮电枢接触界面温度场仿真研究

电磁轨道炮的电枢与轨道界面热特性影响枢轨接触状况和其系统发射性能.对轨道炮枢轨界面的摩擦因数和界面间的接触电阻特性进行分析;建立由焦耳热和摩擦热引起的瞬态温度场仿真模型,并进行有限元求解;依据试验回收电枢的接触表面状况,对电枢接触面经历的温度分布及变化特性进行分析.结果表明:从电枢头部至尾部,焦耳热分布呈现梯度分布,聚集在尾部局部的热量对电枢损伤严重;摩擦热只分布在接触界面的薄层区域内,随着电枢的滑动和磨损,摩擦热耗散在铝熔层上,因而对电枢热性能影响较小.     

烟炱和灰尘颗粒对紫铜电接触微动磨损性能的影响

采用球/平面接触方式,在自制的电接触磨损试验设备上对紫铜进行电接触微动磨损试验,研究了表面附着的烟炱和灰尘颗粒对紫铜电接触微动磨损性能的影响。结果表明:表面附着灰尘颗粒时的接触电阻远高于附着烟炱颗粒的;烟炱颗粒具有减摩作用,其附着数量的增加会降低试样的摩擦因数,灰尘颗粒则相反;烟炱和灰尘颗粒的引入均延缓了试样的微动磨损,磨痕宽度、磨痕深度和磨损量均与附着颗粒的数量呈负相关。     

微动磨损下线簧插孔电连接器电接触性能的研究

线簧插孔电连接器在航空工业中得到广泛的应用,它具有接触性能优良、可靠性高的特点,同时,航空工业中使用的电连接器经常处于微动磨损状态。研究了线簧插孔电连接器在微动磨损条件下其电接触特性,并分析了引起这些特性的原因。研究表明,微动磨损的振幅、电流负载的大小对接触电阻的变化有着显著的影响,而在有害气氛H2S的作用下,接触电阻的变化随所处振动条件的有无而有着迥然不同的差异。     

载流条件下银基复合材料-黄铜滑环摩擦副的摩擦学性能

采用粉末冶金方法制备一种银-铜-石墨-碳纤维复合材料,利用环块式摩擦磨损试验机对该复合材料和黄铜滑环组成的摩擦副在大气条件下进行载流摩擦磨损试验,分析不同速度下载流大小对摩擦因数、接触表面电阻、接触表面电噪声、磨损量的影响。研究结果表明,摩擦因数、接触电阻、磨损量随载流的增大而增大,接触表面电噪声与电流呈非线性关系;该银基复合材料与黄铜滑环摩擦副的磨损机制在纯机械摩擦磨损条件下主要为黏着磨损,在载流条件下为磨粒磨损,电弧产生的电蚀促进了磨粒磨损的发生。该银基复合材料与黄铜滑环摩擦副的电噪声符合相关标准,具有较高的可靠性。     

柴油发动机油箱锡青铜浮子接触片失效原因分析

针对柴油发动机油箱锡青铜浮子接触片失效的问题,采用SEM和EDS对该浮子接触片分别进行了表面形貌和成分分析。结果表明,浮子接触片失效的原因是由于硫化学腐蚀生成腐蚀产物,使得接触电阻增大而产生热烧蚀,同时引起接触片表面产生机械磨损。     

柴油发动机油箱锡青铜浮子接触片失效原因分析

针对柴油发动机油箱锡青铜浮子接触片失效的问题,采用SEM和EDS对该浮子接触片分别进行了表面形貌和成分分析.结果表明,浮子接触片失效的原因是由于硫化学腐蚀生成腐蚀产物,使得接触电阻增大而产生热烧蚀,同时引起接触片表面产生机械磨损.     

微动磨损下线簧插孔连接器电接触性能的研究

线簧插孔电连接器在航空工业中的广泛的应用,它具有接触性能优良、可靠性高的特点,同时,航空工业中使用的电连接器经常处同动磨损状态。研究了线簧插孔连接器的在微动磨损条件下其电接触特性,并分析了引起这些特性的原因,研究表明,微动磨损的振幅、电流负载的大小对接触电阻的变化有着显著的影响,而有害气氛Ｈ２Ｓ的作用下,接触电阻的变化随所振动条件的有无而有着迥然不同的差异。     

振动环境下电连接器接触性能退化机理

针对电连接器金属接触件在交变振动应力作用下易产生应力松弛及微动磨损现象,从而降低电连接器接触可靠性的问题,建立了电连接器接触件数学模型;设计了 电连接器振动试验方案和测试电路并进行了试验;分析了电连接器的接触性能退化机理。试验中,试品接触件接触电阻随振动次数的增加而缓慢增大,接触电阻的波动量与振幅和频率相关。试验后,电连接器的插孔孔径增大,插拔力有增有减。由此可知：应力松弛和微动磨损现象是导致电连接器接触性能退化的两个主要因素,插孔中晶粒尺寸减小及滑移线密度的增加是插孔出现应力松弛的根本原因。     

磨粒磨损的磨粒接触热分析

针对磨粒磨损机制,采用球形磨粒模型和分形磨粒2种模型,利用有限元软件ANSYS分析磨粒磨损的滑动过程,探讨磨粒与磨损表面接触区內的温度变化、热应力分布及其随表层深度的变化情况,并对2种模型的分析结果进行对比分析。研究结果表明:球形磨粒模型中磨粒温度较高,接触体温度较低,磨粒与磨损表面温差较大,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较分散;而分形磨粒模型中接触体温度较低,磨粒温度更低,磨粒与磨损表面温差较小,磨粒与表面接触处的Mises应力和剪应力分布比较集中,并且应力最大值比球形磨粒模型的大。     

烟炱对电接触磨损的影响

选用常见的铜作为电接触材料,将烟炱溶液喷洒于试样表面,进行不同载荷下的电接触微动试验,用3D形貌仪和SEM对磨痕形貌进行分析。结果表明:载荷对材料的电接触性能影响显著,接触电阻与法向载荷成反比,即增加载荷可改善摩擦副的电接触性能;接触区域的有效导电面积是有限的,故载荷达到某一值后,随着载荷的增加,接触电阻不再有明显的下降趋势;小载荷下,烟炱的加入恶化了摩擦副的电接触性能,随着载荷的增加,这种恶化作用逐渐减小;摩擦因数随着载荷的增加而降低,载荷较低时(2～6 N),摩擦因数曲线可见明显的上升期、跑合期、下降期、稳定期;而载荷较高时(8～10 N),只有上升期和稳定期;大载荷下,触头接触区域匹配良好,摩擦副表面迅速达到了平衡点,摩擦因数较稳定。在电化学的作用下烟炱颗粒在摩擦副表面形成固体膜,起到减摩抗磨的作用。     

Translohr有轨电车导向轨轮接触模型研究*

基于调研上海张江Translohr有轨电车线路导向轨磨耗的基础上,推断出导向轮与导向轨的两种稳定的接触状态：两导向轮的踏面与倒V形导向轨的两个顶面接触,以及一侧导向轮轮缘与导向轨一侧轨腰接触状态。在忽略接触点位置变化的前提下,提出导向轮与导向轨之间的接触关系可简化为四点单边弹簧的等效力学模型。在Matlab/Simulink环境中建立Translohr有轨电车的动力学模型,其中动力走行部模型中引入Dummy体以简化空间四连杆的导向机构。仿真计算Translohr有轨电车在不同半径曲线上的轮轨接触状态,并实际测量了Translohr有轨电车在上海张江线路的轮轨导向力。仿真结果说明在40 m半径曲线上处于导向轮踏面与导向轨顶面接触接触状态,在25 m半径的曲线上出现一侧导向轮踏面和轮缘接触状态。仿真得到的轮轨导向力数值与实际测量结果具有较好的一致性。建立的导向轮轨模型可用来研究Translohr有轨电车导向轨侧磨产生的条件和影响因素。     

组装式滑板对地铁接触线犁削磨损的影响

在弓网载流摩擦磨损实验台上,用直流恒流电源对组装式浸金属碳滑板以及银铜合金接触线进行摩擦磨损试验,研究组装式碳滑板的接缝间隙和滑板间高度差对地铁接触线犁削磨损及滑板异常磨耗现象的影响.试验结果表明:组装式碳滑板高度差会严重刮伤接触线,是接触线犁削磨损的主要原因,而接缝间隙仅会轻微划伤接触线;80 N以上的法向力会显著减...     

空间导电滑环技术研究与发展综述

空间导电滑环是通过弹性电刷在导电环道内的滑动电接触来实现航天器连续转动部分和相对固定部分间传输电功率和电信号的关键部件,目前工程上对空间服役环境下导电滑环磨损量、摩擦力矩波动、接触电阻及电噪声等方面性能表现不稳定尚缺乏有效解决方法。空间导电滑环技术研究涉及材料、机械、物理、化学、空间环境等多学科概念及理论,通过梳理导电滑环近些年来的研究热点和难点,发现其性能实现与接触表面粗糙度、材料硬度、电刷压力、耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀性、真空下的自润滑、微重力环境等相关。目前对空间导电滑环电接触表面的微观特征及其演化过程、滑动电接触的磨损机制及磨屑运动路径和电传输性能及其控制方面的研究还存在不足,现有的知识储备和技术储备不足以支撑在轨更长寿命、更高可靠、更稳定运行的空间导电滑环研制,亟需提高对导电滑环在空间极端工况及多场耦合条件下相关特性的科学认识,以期为保障航天器在轨安全运行提供更多的理论指导和技术支持。     

基于接触电阻法的表面膜损伤研究

为了研究摩擦副中表面膜的形成和损伤状态,用接触电阻法对润滑条件下往复运动的缸套/活塞环摩擦副进行了试验研究,提出了可揭示表面膜状态的表征方法,并成功观测到了磨粒对表面膜的损伤及恢复过程。研究表明:变载条件下表面膜状态发生显著变化;表面膜的损伤和愈合是动态的竞争过程。接触电阻可反映表面膜的实时信息。     

接触应力和相对滑动速度对金属表面自修复膜生成的影响及机制

采用羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂,在MMU-5G材料端面摩擦磨损试验机上,研究了不同接触应力和相对滑动速度对45^#钢/45^#钢摩擦副磨损表面自修复膜生成的影响及其机制,借助SEM及EDS测试分析摩擦副的表面形貌及表面成分组成。结果表明,接触应力和相对滑动速度对羟基硅酸镁粉体添加剂在磨损表面形成自修复膜影响显著。在接触应力为1.53,3.06,4.59,7.64MPa和在相对滑动速度0.416m/s的工况条件下,试样磨损表面有自修复膜生成。接触应力为3.06MPa和相对滑动速度为0.416m/s时,易于在短时间内达到磨损-自修复动态平衡,自修复效果最为理想。自修复膜的生成过程包含磨粒磨损和摩擦化学反应2个阶段。自修复膜的生成使得试样摩擦磨损表面平整光滑,可以有效降低金属磨损。     

Evaluation of a Lightly Scratched Amorphous Carbon Surface by Contact Resistance of a Conductive Diamond Tip and the Carbon Surface

An electron-cyclotron-resonance-sputtered amorphous carbon film is scratch-scanned by an AFM and a conductive diamond tip at small contact loads (2N). The electrical contact resistance between the tip and the scratched carbon surface increases upon increasing the scratching load and the number of scratching scans and decreases with increasing scratching velocity. The wear depth is less than 0.6 nm in all scratching experiments and is almost independent of the scratching load, the number of scratching scans and the scratching velocity. The change in contact resistance caused by the scratching is affected by environmental humidity. The magnitude of the change in the contact resistance is almost the same at 20 and 50% RH and increases with increasing relative humidity at humidities higher than 50% RH. The contact resistance also increases upon scratching in vacuum. The change in contact resistance is thought to be caused by tribochemical oxidation of the rubbed surface by humid air and also destruction of the graphite structure of the ECR-sputtered carbon surface.     

表面粗糙度对滑动电接触磨损率的影响

在电气化铁路弓网系统中,磨损率是衡量列车运行状态与接触导线使用状态的重要指标。为了充分模拟弓网系统中磨损率情况,利用自行搭建的滑动电接触摩擦磨损试验机对滑板和接触导线进行摩擦磨损试验,分析滑板表面粗糙度、法向压力、接触电流与运行速度对磨损率的影响。得出结论:滑板磨损率随滑板初始表面粗糙度、接触电流、法向压力、运行速度的增加而增加,而高载荷下粗糙度对于磨损率的影响降低;滑板摩擦从磨合期进入稳定摩擦期存在一个临界表面粗糙度,当滑板初始表面粗糙度值等于临界粗糙度值时,其磨损率最低;不同初始表面粗糙度的滑板在跑合期内磨损过程不同,在稳定摩擦期内磨损过程趋于一致,且摩擦试验后滑板表面粗糙度也接近。     

电连接器微动磨损的超声识别与性能退化模型

针对振动环境下电连接器易产生微动磨损而接触性能降低这一问题，采用超声检测方法监测微动磨损过程中电连接器接触件间磨屑的特征值，研究了不同振动条件下接触件的磨损程度及接触性能的退化规律。结果表明，振动频率、振动加速度和振动次数对接触面磨屑的堆积和接触电阻的波动都有正向累积效应；电连接器轴向振动时，磨屑累积效应最为明显。接触电阻和磨屑特征值总量在高振频及加速度下呈现极高的相关性。以磨屑特征值构建的麻雀搜索算法优化BP神经网络性能退化模型的平均绝对误差小于5%。