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三维瞬态大电流真空电弧多物理场开断特性仿真与实验
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作者 赵一鉴 李金金 +2 位作者 丁庚鑫 库照宇 董华军 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第8期173-182,共10页
针对真空断路器(VCB)开断高电压等级电流时,真空电弧等离子体随触头分断呈现空间动态非对称性,传统二维稳态模型无法描述其动态特性的问题,在双温磁流体动力学模型基础上,考虑电流及触头分断动态过程,搭建三维真空电弧等离子体多物理场... 针对真空断路器(VCB)开断高电压等级电流时,真空电弧等离子体随触头分断呈现空间动态非对称性,传统二维稳态模型无法描述其动态特性的问题,在双温磁流体动力学模型基础上,考虑电流及触头分断动态过程,搭建三维真空电弧等离子体多物理场瞬态模型,联立电磁场、温度场(电子/离子)、流场及能量传递方程,引入动边界条件与瞬态电流参数,实现电弧开断全过程的瞬态特性动态模拟。仿真结果表明:阳极表面等离子体速度、离子温度和电子温度最高,阴极等离子体密度和压力最大。各物理量在触头开距中心处发生转折。触头开距决定物理场参数的分布位置,开断电流影响物理场参数值。对比采集图像,仿真得到的离子数密度分布与实验中电弧形态较吻合。研究可为高电压等级真空电弧物性参数诊断提供理论参考。 展开更多
关键词 真空电弧 开断过程 三维瞬态 多物理场耦合 仿真分析
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基于局部应力应变法的弹簧操动机构关键部件疲劳寿命分析 被引量:1
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作者 丁庚鑫 朱晔 +2 位作者 吴建达 关天民 董华军 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期8161-8170,共10页
针对操动机构关键部件在运行中受到强冲击载荷进而导致疲劳失效的问题,该文提出一种基于局部应力应变法计算冲击疲劳寿命的方法。根据机构特点应用显示动力学LS-DYNA对弹簧操动机构强冲击部位进行数值模拟计算,得到关键部件在强冲击载... 针对操动机构关键部件在运行中受到强冲击载荷进而导致疲劳失效的问题,该文提出一种基于局部应力应变法计算冲击疲劳寿命的方法。根据机构特点应用显示动力学LS-DYNA对弹簧操动机构强冲击部位进行数值模拟计算,得到关键部件在强冲击载荷下的应力应变;在此基础上,修正Manson-Coffin公式,结合弹簧操动机构运动特点,建立适合于弹簧操动机构的冲击疲劳寿命计算模型;最后,搭建实验平台验证关键部件冲击载荷计算方法的准确性。结果表明:磙子与合闸锁闩应力集中部分与实际测试过程中零部件的失效区域相同,合闸锁闩的实际所受应力与仿真结果变化趋势相近,相对误差为18.27%;修正后的局部应力应变法得到疲劳寿命为1862次,与实际寿命相差12.3%,满足工程需求。结果对于弹簧操动机构疲劳寿命的计算具有一定参考。 展开更多
关键词 弹簧操动机构 冲击动力学 局部应力应变法 疲劳寿命
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