高速滑動電接觸導軌溫度場與熱應力的仿真分析
鄭杜成; 徐蓉; 成文憑; 趙偉康; 袁偉群; 嚴萍 中國科學院電工研究所; 北京100190; 中國科學院大學; 北京100049; 中國科學院電力電子與電氣驅動重點實驗室; 北京100190
關鍵詞：滑動電接觸 熱應力 溫度場 非理想接觸 數值模擬
摘要：在高速滑動電接觸系統中,導軌溫升和熱應力對導軌性能及系統的效率和安全具有重要影響。為分析高速滑動電接觸導軌溫度場和熱應力特性,利用COMSOL Multiphysics有限元分析軟件建立了滑塊運動條件下的電磁-傳熱-結構耦合模型,并考慮了非理想接觸條件對導軌溫升的影響。仿真結果表明,熱量集中于導軌內表面,在滑塊起始位置處溫度最高,單次滑動電接觸過程中導軌溫度未達到材料熔點,導軌內表面很小區域內的最大熱應力接近材料的屈服強度。對圓弧型和直角型截面的導軌進行比較,圓弧型截面導軌的溫升和熱應力均較小,性能較好。仿真結果為導軌優化設計提供了理論依據。
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