高速滑动电接触导轨温度场与热应力的仿真分析

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。