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PILZ電磁繼電器簧片結構應力特性分析
PILZ電磁繼電器是電子系統(tǒng)的重要元件,其簧片結構應力特性的研究,對于提高繼電器使用可靠性及壽命具有重要意義。通過仿真分析,得到了各簧片的靜態(tài)結構應力分布情況,找到了簧片結構中的應力集中點。

PILZ電磁繼電器簧片結構應力特性分析
PILZ電磁繼電器是一種廣泛應用于航空、武器裝備等領域的電器元件,其觸點的滑移可以去除觸頭表面的氧化膜,分離起弧點與工作點。觸點滑移長度的研究有利于提高觸點接觸可靠性及繼電器產品壽命,通過對簧片與觸點結構建模,得到了觸點切向角及接觸角變化量計算方程;通過建立接觸系統(tǒng)的柔度、裝配尺寸鏈計算方程確定了觸點滑移長度。熔焊現象是繼電器zui為嚴重的故障形式之一。分析了產生動熔焊的3時刻,分別為動、靜觸點閉合接觸瞬間,接觸短彈跳分離瞬間和觸點彈跳后的閉合接觸瞬間。實驗表明,第2種是zui為重要的。提出了兩種熔焊機理--液橋熔焊和熔池熔焊。由于熔焊依賴于觸點冷卻階段而不是加熱過程中的侵蝕,故侵蝕多的材料未必一定容易發(fā)生熔焊。要提高繼電器觸點的抗熔焊能力,一要降低觸點彈跳;二要選用合適的觸點材料。X射線光電子能譜(XPS)和掃描電子顯鏡(SEM)等表面分析方法 ,研究未啟封、使用過未失效和使用過失效的繼電器觸點表面的形貌、組份和結構.結果表明 ,經過使用后觸點表面燒蝕嚴重并發(fā)生磨損,其組份中含Ag、Sn、C和O等原子.C和O的XPS峰顯示,觸點表面氧化膜和碳化物的形成 ,導致接觸電阻增大 ,從而影響繼電器的穩(wěn)定性和使用壽命。以觸點結構參數為變量,采用均勻設計方法得到了觸點滑移長度的多元線性回歸模型,并確定了*的結構參數。應用ANSYS軟件對這種繼電器的蟹腳型懸臂梁進行靜力學和動力學性能分析,得到結構參數對其機械性能影響的關系曲線,初步確定該結構的模型。仿真結果表明,在工況相同的情況下,它的zui大位移量隨梁厚、梁寬的增大而減小,隨梁脛、梁股的增大而增大,一階模態(tài)頻率隨這些參數的變化正好相反。此法也適于對其它類型懸臂梁的分析。

PILZ電磁繼電器簧片結構應力特性分析
通過對相互配合的、動態(tài)變化的吸、反力求解,得到了應力集中點在觸點轉換過程中的應力變化情況,對應力集中點的應力極限值產生的時間進行了判斷。另外,給出了接觸力作用點位置、簧片的尺寸、倒角大小對應力集中點的應力值的影響規(guī)律,并提出了相應的優(yōu)化建議。