毛刷电接触对的插拔力研究

针对现有毛刷电接触对插拔力控制方法的缺乏,提出了基于插拔深度控制毛刷电接触对插拔力的方法,在插拔过程中建立毛刷电接触对的结构力学模型和有限元仿真模型,并对毛刷电接触对进行插入力试验.将结构力学模型、有限元仿真模型、插拔力试验所得的插入力随插入深度变化曲线进行对比分析,评估了随机插合等因素对结构力学模型的影响,进行了线簧孔、麻花针和毛刷电接触对在不同插拔深度的插拔力对比试验.结果表明,毛刷电接触对插入力大小与插拔深度成幂函数关系,当典型毛刷电接触对插拔深度为1.8~2.4mm时,插拔力明显较同规格线簧孔、麻花针电接触对的小.基于插拔深度控制插拔力的方法为毛刷电接触对系列化扩展及参数设计提供了一定的参考.     

电连接器接触件插拔特性仿真与试验研究

为探究电连接器接触件插拔过程中各监测量变化情况,并分析接触件不同结构参数对电连接器插拔特性的影响,利用ANSYS对接触件插拔过程进行仿真,得到了插拔过程中插孔簧片变形、应力分布以及插拔力和接触压力的变化情况,分析了接触件不同结构尺寸时接触压力等参量的变化规律。分析得知缩口量变化对各监测量影响最大,其次是插孔簧片长度和厚度,开槽宽度对接触件的影响很小。结果表明,有限元法能较好地模拟接触件插拔过程中各监测量的变化情况。该方法能为电连接器接触件的设计和可靠性测试提供依据。     

红外热成像技术在电连接器插拔磨损检测中的应用研究

接触件是电连接器的核心元件,因插拔产生的磨损会导致其电接触性能退化甚至失效。针对上述问题,提出了一种电连接器插拔磨损检测方法。基于设计的检测装置开展电连接器插拔试验,并在试验过程中对电连接器接触件进行定时红外热成像检测;同时,分析插拔过程中电连接器接触件间磨屑的分布特征及变化规律,并通过表面形貌分析和能谱分析来验证红外热成像分析结果。研究发现,电连接器插孔簧片的主要磨损区域为端部,其根部有少量磨屑且聚集区域相对分散;随着插拔次数的增加,电连接器接触件间的磨屑逐渐增多,磨损区域面积逐渐增大,且磨屑聚集的位置也随着插拔运动发生变化,随机地分布在接触件间;因存在加工误差,电连接器的插孔簧片非对称分布,使得不同插孔簧片的磨损程度存在差异。结果表明,所提出的检测方法可有效观察电连接器接触件插拔磨损的变化过程,可作为电连接器磨损程度在线监测及剩余寿命预测的有效手段。研究结果可为电连接器性能退化机理和失效分析提供依据。     

关于ZF6-252GIS4000A共箱母线（改进型）

在ZF6—252GIS4000A共箱母线（改进型）新产品试制的过程中,通过对温升试验结果的分析,结合参考文献中介绍的知识及以往的设计经验,对共箱母线导电回路的组成零部件,进行了一些改进。这些改进以降低导体和电接触位置的电阻为侧重点,并且改进的效果得到试验的验证,简要的说明了设计结构与产品回路电阻以及温升之间的一些关系。     

超声波法在电连接器接触压力测试中的应用

电连接器的可靠接触是通过接触件间稳定的接触压力实现的。利用超声波的传播特性,提出一种适应于接触件紧密插合结构特点的接触压力无损检测方法。设计了试验电路并进行了测试,分析了电连接器的接触压力规律。测试结果表明:不同型谱的电连接器接触压力值与接触件的结构参数相关,随插孔直径的减小,接触压力有所降低;但同一型谱的电连接器不同接触件的接触压力也存在一定的分散性。这种分散性可能成为导致接触失效的隐患之一。     

高温电连接器有限元热分析与接触件插拔试验

针对高温电连接器在高温环境下工作,在规定时间内能否保证接触件可靠接触问题,建立其三维仿真模型,利用有限元软件对外界不同高温环境下电连接器的温度场进行仿真分析,得到其内部插针、插孔接触部位温度最高值处随时间的温度变化规律,并利用电磁加热装置和热电偶测试不同温度环境下该接触处随时间变化的温度,从而验证了有限元热分析的正确性.通过灵敏度分析确定了导热系数是影响该接触处温度的主要性能参数.考虑该性能参数的随机性,运用六西格玛设计准则和拉丁超立方体抽样方法得到了接触处的温度服从正态分布.在不同温度环境下对接触件进行插拔力测试,得到了接触件插入力稳定值与温度的关系,得出接触件能满足接触工作要求的临界温度值,并据此计算出高温电连接器的接触可靠度.     

利用退火的碳纳米管与金属接触特性的改善

碳纳米管与金属电极间的接触特性是提高纳米器件性能的重要因素.本文采用介电电泳在金属对电极上组装碳纳米管,形成金属-碳纳米管-金属结构.将样品分别在200℃、300℃、400℃下恒温退火1h后自然冷却.通过测量样片的伏安曲线,根据曲线线性度和斜率来评价退火前后的接触状态.实验表明,在三种温度下退火,接触电阻均有不同程度的减小.但一段时间间隔后,电阻又会增加.在本次实验时间范围内,其接触电阻均小于退火前.样片在300℃下分别退火30min、60min、90min后比较其电阻的大小,发现电阻随着退火时间的延长而逐渐减小.     

电气铜排镀锡层的防护性能研究

为进一步促进电镀锡工艺在电气铜排中的实际应用,采用酸性镀锡工艺在铜排表面制备不同厚度的镀锡层,系统性研究了不同锡层厚度和不同锡保护剂对外观、接触电阻、可焊接性的影响;并采用电化学扫描、中性盐雾试验和高温高湿试验研究了其耐蚀性能.结果表明:铜排镀锡后接触电阻仅增大0.2 μΩ,且锡层厚度对接触电阻影响较小;钎焊覆盖率提高40％,随着锡厚度增加焊接面更加细致;高温高湿和中性盐雾试验通过1 000 h测试,无严重腐蚀;锡保护工艺提高镀层防变色、耐腐蚀性能的同时对接触电阻和可焊接性影响较小.最后对不同服役条件下的铜排给出了对应的镀锡防护方案.     

热轧45钢表面Ni60-WC涂层的高频感应熔覆及其电接触强化前后的性能

为了降低WC增强镍基合涂层的制备成本,提高其表面性能,采用高频感应熔覆技术在热轧45钢表面制备Ni60-WC合金层,并对熔覆层进行电接触强化。采用光学显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计分析了熔覆层电接触强化前后的形貌、相结构及显微硬度;采用滚动疲劳接触磨损试验研究了熔覆层电接触强化前后的耐磨性。结果表明:热轧态45钢感应熔覆层组织较为致密,但存在孔洞、夹生缺陷;熔覆层电接触强化后组织更加致密,孔洞减少,夹生层重新熔合,热影响区减小;熔覆层电接触强化前后的相结构相同,均由WC,W2C,Cr23C6,Cr7C3,Fe Ni,Ni3Fe等相组成;熔覆层电接触强化后的显微硬度和耐磨性较电接触强化前大幅提高,熔覆层电接触强化后抗疲劳磨损性能大幅提高且远高于淬火态45钢的。     

冲击应力加载下PZT95/5电响应的试验研究

应用爆炸冲击波加载技术,改进试验装置,解决了PZT95／5样品与负载的匹配问题,对PZT95／5铁电陶瓷在电感和电阻负载下的电响应进行了试验研究,得到了很好的试验结果：在60μH的电感负载上获得1660A的电流、在电阻负载上得到100kV以上的脉冲电压。     

Optimization of a Low-Voltage Load Switch for a Smart Meter Based on a Double Response Surface Model

The existing electric energy meter load switches have issues such as a low electrical life, poor resistance to short-circuit currents, high contact point resistivity and severe heating. Research has thus been conducted on the optimization of the electric energy meter built-in load switch mechanism to establish a double response surface model for the electromagnetic attractive force and reed reaction force. The model introduces a niche fitness sorting strategy and a Gaussian mutation mechanism that are based on the standard particle swarm algorithm and form an improved multi-objective particle swarm optimization algorithm in which the static attractive force is regarded as the optimization objective. The multi-objective optimization of the structural parameters of the electromagnetic system and the reed system was carried out, and the optimization results were applied in the devices’ design and implementation. The new structure improves the electromagnetic suction and reed force at the suction position. And the results from simulation show that the proposed method exceeds that of the back propagation neural network method in achieving the optimization goal and the new structure can effectively improve the performance of meter built-in load switch by avoiding the recoil phenomenon.     

风电滑环电刷接触压力精密测试技术与试验研究

电刷接触压力是风电滑环性能指标的关键参数,直接影响滑环的接触电阻和寿命。本文针对现有风电滑环刷丝压力测试方法效率低且精度不高的问题,提出了一种快速准确获得风电滑环电刷接触压力的精密测试方法,并设计一套基于AGS—X拉力测试平台的风电滑环刷丝接触压力检测系统,实现了电刷压力的快速准确测量,可进行对刷丝压力的连续测试,结果表明被测滑环电刷接触压力平均值与理论设计值仅相差5mN,各环接触压力测量值波动峰值差小于50mN,并且测试摩擦力矩指标满足其设计和工作要求。     

缝针刺入角膜组织的力学模型

首先通过分析缝针刺入角膜组织过程中的力学行为,将缝针与角膜组织之间的相互作用力分解为表面接触力、摩擦力和切割力.根据修正的Karnopp摩擦模型,进行了正弦加载的摩擦力提取实验.根据摩擦力-时间变化曲线,得到了针刺角膜的摩擦力模型.其次,基于针刺角膜过程中表面接触力的实验结果,通过二次曲线拟合方法建立了表面接触力模型.最后,根据针刺角膜的力-位移关系和摩擦力模型,得到了对应的切割力模型.此研究为手术机器人进行角膜缝合精细作业提供了依据.     

石墨烯晶种法制备有序针状焦及电化学性研究

实验以石墨烯(Graphene, GE)为晶种, 精制煤沥青为原料, 通过程序控温, 对如何制备高含量的各向异性中间相条件进行了优化, 并将其用于制备半焦和针状焦研究。中间相和半焦的组织结构采用偏光显微镜进行了观察和分析, 针状焦用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了观察, 并通过电化学工作站对半焦进行了电化学性质分析, 用循环伏安法对石墨微晶结构的有序性进行了分析。结果表明: 石墨烯的加入, 明显促进了中间相小球的形成, 显著提高了所制针状焦结构的有序性和电子的传输能力。其中, 当石墨烯加入量为原料的0.2wt%时, 得到的中间相小球数量最多且大小均匀, 半焦结构的纤维流域状结构成为其主要的显微组织。在相同的情况下, 同未加石墨烯相比较, 石墨烯的存在使制备的针状焦石墨化度提高了200%; 电荷迁移电阻减少65.3%。     

浸银石墨电刷的显微组织结构与摩擦磨损的研究

通过扫描电子显微镜观察了浸银石墨电刷的显微组织结构和经过磨损实验后的表面形貌结构,分析了显微组织对电刷的导电性能和摩擦磨损性能的影响。并从磨擦学的角度,分析了电刷在集电环上滑动接触时各种摩擦要素的相互作用,探讨了浸银赭民刷的磨损机理。     

测试装置和方法条件对薄膜耐穿刺性的影响

目的为了评价测试装置和方法条件对薄膜耐穿刺性的影响,对测试装置的材质、尺寸精确性及测试条件等因素进行针对性分析。方法利用显微镜对比国内外不同批次及材质穿刺针的尺寸和尖端结构,并依次对均匀稳定的薄膜进行穿刺力测试。结果相比直径和半径偏差均低于±0.05 mm的穿刺针,1~#,4~#,5~#,6~#,7~#穿刺针的穿刺力存在明显波动;尖端半球具有较差圆弧度的穿刺针试验结果标准偏差较大,重复性较差;相比于合金钢材质的穿刺针,高速钢制造的穿刺针穿刺力平行性较好,针头无弯曲变形、无穿刺力递增等现象;使用上下环直径不一致的固定环测试所得穿刺力结果的平行性较差。结论采用具有较好圆弧度、不易变形且针头尺寸精准的穿刺针,并配合使用上下环直径一致且合理的固定环进行测试,可准确反映薄膜的耐穿刺性。     

Simulation and experimental study on plug and pull characteristic of electrical connector contact北大核心CSCD

In order to find the changes of each monitoring measurement in the process of plug and pull of electrical connector contacts, concerning the influence of different structure parameters on plug and pull characteristic of electric connectors,the process of plug and pull was simulated by ANSYS. The changes of jack strip deformation, stress distribution, plug and pull force and contact force were surveyed, and the change law of contact force and other parameters was analysed with different structure size of the contact.The analysis showed that the variation of the shrinkage had the noticeable influence on each monitoring measurement followed by the jack strip length and thickness, and slot width had a little effect on the contact. The results showed that the finite element method could simulate the changes of the monitoring measurement in the process of plug and pull of contact preferably. The method can provide basis for the design and reliability test of electrical connector contact.     

Contact-independent measurement of electrical conductance of a thin film with a nanoscale sensor

Contact effects are a common impediment to electrical measurements throughout the fields of nanoelectronics, organic electronics, and the emerging field of graphene electronics. We demonstrate a novel method of measuring electrical conductance in a thin film of amorphous germanium that is insensitive to contact effects. The measurement is based on the capacitive coupling of a nanoscale metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) to the thin film so that the MOSFET senses charge diffusion in the film. We tune the contact resistance between the film and contact electrodes and show that our measurement is unaffected. With the MOSFET, we measure the temperature and field dependence of the conductance of the amorphous germanium, which are fit to a model of variable-range hopping. The device structure enables both a contact-independent and a conventional, contact-dependent measurement, which makes it possible to discern the effect of the contacts in the latter measurement. This measurement method can be used for reliable electrical characterization of new materials and to determine the effect of contacts on conventional electron transport measurements, thus guiding the choice of optimal contact materials.