蠕变-热疲劳交互作用的大功率射频同轴开关热损伤机理研究

项目名称： 蠕变-热疲劳交互作用的大功率射频同轴开关热损伤机理研究

项目编号： No.51407041

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： 徐乐

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 大功率射频同轴开关中由插针和动簧片构成的接触系统因长时间高温或温度冷热交替，金属材料会发生永久性移动或变形，导致蠕变损伤；同时，因自由膨胀或收缩受到空间约束产生循环应力或应变，导致热疲劳损伤。蠕变-热疲劳的交互作用使材料表面裂纹萌生、张开和扩展，导致产品射频性能逐步退化。本项目提出基于矢量有限元的接触系统热-电-磁多物理场耦合分析方法。研究蠕变-热疲劳交互作用机理，提出将蠕变-热疲劳的交互作用等效为恒定应力幅和平均应力的热机械疲劳，采用元胞自动机法研究损伤裂纹的起始过程。建立并求解蠕变-热疲劳交互作用下裂纹扩展不确定性方程，采用有限元法研究损伤裂纹的张开和扩展过程。提出并设计闭环计算方法研究蠕变-热疲劳交互作用导致产品性能退化过程，将微观热损伤累积与宏观性能退化有机结合。本项目的研究对于提高射频同轴开关产品性能指标，提升产品可靠性和抗疲劳性，延长产品使用寿命具有重要的理论意义和实用价值。

中文关键词： 射频同轴开关；蠕变-热疲劳交互作用；矢量有限元；元胞自动机；

英文摘要： When the contact system of RF coaxial switch consisting of pins and movable spring is in the condition of high-temperature for a long time or temperature cycling, metallic materials will move or deform permanently which is called creep damage. Meanwhile,

英文关键词： RF coaxial switch；The interaction of creep and thermal fatigue；Vector finite element；Cellular automaton；