束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的磨損特性研究
發(fā)布時間:2022-01-22 23:42
束式電刷導(dǎo)電滑環(huán),即將一股刷絲束與導(dǎo)電環(huán)滑動接觸用于傳遞信號和電流的裝置,具有穩(wěn)定性好、精度高、接觸磨損率低、動態(tài)接觸電阻低、壽命長等特點。研究束式刷絲和導(dǎo)電環(huán)的接觸力學(xué)特性、動態(tài)滑動磨損的規(guī)律、電刷和導(dǎo)電環(huán)的電接觸特性十分必要,其對于預(yù)估束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的壽命以及進一步延長束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的壽命都有著十分重要的意義。本文首先對單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的靜態(tài)接觸力學(xué)特性展開研究,利用赫茲公式推導(dǎo)出單絲電刷和導(dǎo)電滑環(huán)的變形接近量、最大接觸應(yīng)力和載荷之間的關(guān)系,并利用有限元軟件ABAQUS建立單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的接觸模型,得出有限元分析的結(jié)果,驗證單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)理論模型的正確性;在單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的研究基礎(chǔ)上,建立束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的有限元模型,開展準靜態(tài)分析,引出載荷分布系數(shù)這一特征量來揭示束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的接觸力學(xué)特性規(guī)律。對于不同的磨損機理進行分類,主要分為黏著磨損、磨料磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損,闡述不同的磨損過程的影響因素及其磨損規(guī)律;陴ぶp的機理,建立單絲電刷和導(dǎo)電滑環(huán)的滑動磨損模型,再以單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的滑動磨損模型為基礎(chǔ),進一步建立束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的滑動磨損模型,推導(dǎo)出束式電刷導(dǎo)...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 導(dǎo)電滑環(huán)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 摩擦副載流磨損的研究現(xiàn)狀
1.2.3 電接觸材料的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.4 振動摩擦的研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的靜態(tài)接觸力學(xué)特性分析
2.1 引言
2.2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的幾何模型
2.2.1 幾何模型簡化
2.2.2 數(shù)學(xué)模型建立
2.3 有限元仿真分析
2.3.1 有限元仿真分析流程
2.3.2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)結(jié)構(gòu)部件的建立
2.3.3 刷絲的網(wǎng)格密度確定和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分
2.3.4 有限元分析結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
3 束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的接觸特性分析
3.1 引言
3.2 ABAQUS準靜態(tài)分析
3.2.1 Explicit和Standard求解器的對比
3.2.2 光滑幅值曲線
3.2.3 結(jié)構(gòu)問題
3.2.4 質(zhì)量放大
3.3 有限元仿真分析
3.3.1 束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)結(jié)構(gòu)部件的建立
3.3.2 刷絲的網(wǎng)格密度確定和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分
3.3.3 有限元分析結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 導(dǎo)電滑環(huán)動態(tài)摩擦磨損特性分析
4.1 磨損機理的分類及其規(guī)律
4.1.1 黏著磨損
4.1.2 磨料磨損
4.1.3 疲勞磨損
4.1.4 腐蝕磨損
4.2 導(dǎo)電滑環(huán)滑動磨損的模型建立
4.2.1 導(dǎo)電滑環(huán)磨損的基本假設(shè)
4.2.2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)滑動磨損的模型建立
4.2.3 束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)滑動磨損的模型建立
4.3 本章小結(jié)
5 導(dǎo)電滑環(huán)的電接觸特性分析
5.1 引言
5.2 電接觸理論
5.2.1 接觸電阻
5.2.2 熱傳導(dǎo)理論
5.2.3 電流對接觸斑點的加熱
5.3 電接觸有限元仿真分析
5.3.1 有限元仿真流程
5.3.2 幾何模型建立
5.3.3 接觸體的材料參數(shù)
5.4 有限元仿真結(jié)果分析
5.4.1 接觸單元的溫度場分析
5.4.2 接觸單元的電流密度分析
5.5 本章小結(jié)
6 導(dǎo)電滑環(huán)的載流磨損試驗研究
6.1 導(dǎo)電滑環(huán)摩擦磨損特性的試驗參數(shù)
6.1.1 摩擦系數(shù)
6.1.2 磨損量和磨損率
6.2 試驗方案的設(shè)計
6.2.1 試驗?zāi)康?br> 6.2.2 試驗材料
6.2.3 試驗方法
6.2.4 試驗規(guī)程
6.3 實驗結(jié)果分析
6.3.1 磨損量分析
6.3.2 接觸電阻和摩擦系數(shù)曲線分析
6.3.3 表面形貌分析
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CAE技術(shù)在產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用與戰(zhàn)略思維[J]. 劉佳鑫,王寶中,龍海洋,邢夢龍. 機械. 2017(12)
[2]赫茲點接觸133年[J]. 田紅亮,方子帆,朱大林. 三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(02)
[3]傳熱學(xué)中的有限元法數(shù)值分析[J]. 孫彩華. 青海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(01)
[4]機械系統(tǒng)摩擦動力學(xué)研究進展[J]. 丁千,翟紅梅. 力學(xué)進展. 2013(01)
[5]電滑環(huán)中的導(dǎo)電環(huán)和電刷[J]. 薛萍,陳少兵,劉麗. 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù). 2012(01)
[6]AgNi10觸頭材料閉合接觸階段的熱-電-力耦合分析及實驗研究[J]. 譚志龍,陳松,管偉明,郭俊梅. 稀有金屬材料與工程. 2012(02)
[7]物體在平面上的振動摩擦狀態(tài)分析[J]. 周亞輝. 科技信息. 2011(10)
[8]一種精密導(dǎo)電滑環(huán)瞬短瞬斷檢測方法的研究[J]. 朱巖峰,趙桂瑾,李賢兵. 科技資訊. 2010(28)
[9]微型電動機軸承磨損壽命試驗分析[J]. 李建華,靳國棟,郭金芳,劉良勇,夏新濤. 軸承. 2010(02)
[10]42CrMo鋼振動磨料磨損研究[J]. 張興元,陳希,陳紅. 機械. 2009(07)
博士論文
[1]往復(fù)滑動摩擦副磨合過程摩擦振動非線性特征研究[D]. 孫迪.大連海事大學(xué) 2015
碩士論文
[1]風電滑環(huán)接觸材料加速摩擦磨損試驗研究[D]. 于艷艷.大連理工大學(xué) 2016
[2]導(dǎo)電滑環(huán)的接觸力學(xué)特征與磨損壽命分析[D]. 周文韜.湘潭大學(xué) 2014
[3]銅合金導(dǎo)線材料的滑動摩擦磨損性能研究[D]. 徐春園.蘭州理工大學(xué) 2005
本文編號:3603139
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 導(dǎo)電滑環(huán)的研究現(xiàn)狀
1.2.2 摩擦副載流磨損的研究現(xiàn)狀
1.2.3 電接觸材料的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.4 振動摩擦的研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究內(nèi)容
1.4 本章小結(jié)
2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的靜態(tài)接觸力學(xué)特性分析
2.1 引言
2.2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)的幾何模型
2.2.1 幾何模型簡化
2.2.2 數(shù)學(xué)模型建立
2.3 有限元仿真分析
2.3.1 有限元仿真分析流程
2.3.2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)結(jié)構(gòu)部件的建立
2.3.3 刷絲的網(wǎng)格密度確定和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分
2.3.4 有限元分析結(jié)果
2.4 本章小結(jié)
3 束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)的接觸特性分析
3.1 引言
3.2 ABAQUS準靜態(tài)分析
3.2.1 Explicit和Standard求解器的對比
3.2.2 光滑幅值曲線
3.2.3 結(jié)構(gòu)問題
3.2.4 質(zhì)量放大
3.3 有限元仿真分析
3.3.1 束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)結(jié)構(gòu)部件的建立
3.3.2 刷絲的網(wǎng)格密度確定和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分
3.3.3 有限元分析結(jié)果
3.4 本章小結(jié)
4 導(dǎo)電滑環(huán)動態(tài)摩擦磨損特性分析
4.1 磨損機理的分類及其規(guī)律
4.1.1 黏著磨損
4.1.2 磨料磨損
4.1.3 疲勞磨損
4.1.4 腐蝕磨損
4.2 導(dǎo)電滑環(huán)滑動磨損的模型建立
4.2.1 導(dǎo)電滑環(huán)磨損的基本假設(shè)
4.2.2 單絲電刷導(dǎo)電滑環(huán)滑動磨損的模型建立
4.2.3 束式電刷導(dǎo)電滑環(huán)滑動磨損的模型建立
4.3 本章小結(jié)
5 導(dǎo)電滑環(huán)的電接觸特性分析
5.1 引言
5.2 電接觸理論
5.2.1 接觸電阻
5.2.2 熱傳導(dǎo)理論
5.2.3 電流對接觸斑點的加熱
5.3 電接觸有限元仿真分析
5.3.1 有限元仿真流程
5.3.2 幾何模型建立
5.3.3 接觸體的材料參數(shù)
5.4 有限元仿真結(jié)果分析
5.4.1 接觸單元的溫度場分析
5.4.2 接觸單元的電流密度分析
5.5 本章小結(jié)
6 導(dǎo)電滑環(huán)的載流磨損試驗研究
6.1 導(dǎo)電滑環(huán)摩擦磨損特性的試驗參數(shù)
6.1.1 摩擦系數(shù)
6.1.2 磨損量和磨損率
6.2 試驗方案的設(shè)計
6.2.1 試驗?zāi)康?br> 6.2.2 試驗材料
6.2.3 試驗方法
6.2.4 試驗規(guī)程
6.3 實驗結(jié)果分析
6.3.1 磨損量分析
6.3.2 接觸電阻和摩擦系數(shù)曲線分析
6.3.3 表面形貌分析
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]CAE技術(shù)在產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用與戰(zhàn)略思維[J]. 劉佳鑫,王寶中,龍海洋,邢夢龍. 機械. 2017(12)
[2]赫茲點接觸133年[J]. 田紅亮,方子帆,朱大林. 三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(02)
[3]傳熱學(xué)中的有限元法數(shù)值分析[J]. 孫彩華. 青海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(01)
[4]機械系統(tǒng)摩擦動力學(xué)研究進展[J]. 丁千,翟紅梅. 力學(xué)進展. 2013(01)
[5]電滑環(huán)中的導(dǎo)電環(huán)和電刷[J]. 薛萍,陳少兵,劉麗. 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù). 2012(01)
[6]AgNi10觸頭材料閉合接觸階段的熱-電-力耦合分析及實驗研究[J]. 譚志龍,陳松,管偉明,郭俊梅. 稀有金屬材料與工程. 2012(02)
[7]物體在平面上的振動摩擦狀態(tài)分析[J]. 周亞輝. 科技信息. 2011(10)
[8]一種精密導(dǎo)電滑環(huán)瞬短瞬斷檢測方法的研究[J]. 朱巖峰,趙桂瑾,李賢兵. 科技資訊. 2010(28)
[9]微型電動機軸承磨損壽命試驗分析[J]. 李建華,靳國棟,郭金芳,劉良勇,夏新濤. 軸承. 2010(02)
[10]42CrMo鋼振動磨料磨損研究[J]. 張興元,陳希,陳紅. 機械. 2009(07)
博士論文
[1]往復(fù)滑動摩擦副磨合過程摩擦振動非線性特征研究[D]. 孫迪.大連海事大學(xué) 2015
碩士論文
[1]風電滑環(huán)接觸材料加速摩擦磨損試驗研究[D]. 于艷艷.大連理工大學(xué) 2016
[2]導(dǎo)電滑環(huán)的接觸力學(xué)特征與磨損壽命分析[D]. 周文韜.湘潭大學(xué) 2014
[3]銅合金導(dǎo)線材料的滑動摩擦磨損性能研究[D]. 徐春園.蘭州理工大學(xué) 2005
本文編號:3603139
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