高速滑动电接触电枢表面动态磨损过程研究

电枢是电磁发射装置的关键部件，其表面磨损是引起发射过程中转捩的原因之一，同时磨损也会严重削弱电枢本体的力学性能，影响发射安全性，因此有必要对高速滑动电接触电枢表面的动态磨损过程进行深入分析。首先，分析电枢表面产生磨损的机理，厘清相关耦合因素；其次，考虑表面磨损量变化、温度升高及电枢尾翼向外扩张过程中反向受力的影响，建立电枢尾翼磨损量的理论计算模型，研究其磨损规律；最后，考虑电磁场-温度场-应力场-磨损等耦合因素建立三维有限元计算模型，对电枢尾翼磨损量进行更为准确的分析。结果表明：(1)电枢表面磨损量是在电因素及力因素的共同作用下产生的；(2)考虑了表面磨损量变化、温度及电枢尾翼向外扩张过程中反向受力等因素影响后，分析得到电枢表面磨损量较不考虑时小19.5%，但考虑后与实测值更为接近，证明了分析过程中上述影响因素不可忽略；(3)相比理论分析模型中对电枢尾翼法向力分量及反向受力的近似计算方法，有限元模型更为精确，其计算得到电枢尾翼磨损量与实测值也更为接近，验证了所建立模型的准确性。该文所建立模型及分析结果对于后续优化电枢结构、提高枢轨接触性能及保证发射安全性具有重要意义。