高速滑动电接触导轨温度场与热应力的仿真分析

来源：电工电能新技术杂志2019年第11期北京时间：

作者：郑杜成， 徐蓉,， 成文凭,， 赵伟康， 袁伟群,， 严萍,

单位：1. 中国科学院电工研究所， 北京 100190;
\r\n2. 中国科学院大学, 北京 100049；
\r\n3. 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室， 北京 100190

摘要：在高速滑动电接触系统中，导轨温升和热应力对导轨性能及系统的效率和安全具有重要影响。为分析高速滑动电接触导轨温度场和热应力特性，利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件建立了滑块运动条件下的电磁传热结构耦合模型，并考虑了非理想接触条件对导轨温升的影响。仿真结果表明，热量集中于导轨内表面，在滑块起始位置处温度最高，单次滑动电接触过程中导轨温度未达到材料熔点，导轨内表面很小区域内的最大热应力接近材料的屈服强度。对圆弧型和直角型截面的导轨进行比较，圆弧型截面导轨的温升和热应力均较小，性能较好。仿真结果为导轨优化设计提供了理论依据。

关键词：关键词： 滑动电接触, 热应力, 温度场, 非理想接触, 数值模拟

基金资助：基金项目:国家自然科学基金项目（51875546； 51577178）