空间环境下滚动电接触热源及失效机理研究

项目名称： 空间环境下滚动电接触热源及失效机理研究

项目编号： No.51307129

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 电工技术

项目作者： 杨飞

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目拟围绕滚动型大功率航天电连接器低电阻和长寿命设计的关键问题，开展空间滚环滚动电接触热源及失效机理的研究。首先，在模拟的空间环境下测量并对照分析不同条件下接触电阻的时频域特性和温度与接触表面微观形貌的关系，寻求接触电阻低而稳定时的表面微观特征，明确滚动状态和空间环境与接触表面的相互作用，并建立滚动电接触弹塑性热电耦合三维数学模型，明确其中的热源构成、形成机理和影响因素。其次，在模拟的空间环境测量不同条件下长期运行时滚动电接触表面的磨损、材料转移和热、电特性，研究其主要磨损形式以及循环热效应的磨损机制，并获得磨损对接触电阻劣化的影响规律，明确电接触的失效特征与判据，并建立滚动电接触失效数学模型，明确其长期运行的失效机理。最后，提出一种低电阻、高稳定、长寿命的空间滚环设计方案，加工测试并进行效果评判，验证获得的滚动电接触热源和失效机理的正确性，为滚动型大功率航天电连接器的设计提供理论依据。

中文关键词： 电接触；分形几何；滚环；接触电阻；

英文摘要： In order to solve the key problem of the low-resistance and long-life design of the aerospace rolling electrical connector,this project will focus on the heat source and the failure mechanism of the rolling electrical contact in aerospace rolling ring. First, we will measure the time and frequency characteristics of contact resistance, the temperature and the surface topography on different conditions in simulated aerospace environment, compare and analyze the test data to reveal the surface topography characteristics of low and stable contact resistance, and clearly define the interaction between the contact surface and the rolling state in aerospace. We will also build a three dimensional elastic-plasticity and thermoelectric coupling mathematical model of the rolling electrical contact. With the model and the test data, the heat source composition, formation mechanism and influencing factors will be indicated. Second, we will observe the wearing and material transfer on the contact surface, measure the temperature and electrical parameters in the long run of the rolling electrical contact on different conditions in simulated aerospace in order to investigate the wearing patterns and the influence of cycling thermal effect on wearing. Based on the comparison and analysis, the influencing rule of the wearing on

英文关键词： electrical contact；fractal geometry；rolling ring；contact resistance；