[發明專利]一種繼電器永磁材料加速貯存退化失效機理變化判別方法

在審

• 申請號: 201711053047.4
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107831459A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 葉雪榮;武旸;王清敏;林義剛;鄧杰;翟國富
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司23206
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種繼電器永磁材料加速貯存退化判別方法，屬于繼電器產品性能分析與試驗方法研究技術領域。

背景技術

產品在不同加速應力等級下的失效機理不發生改變，是開展加速試驗并外推正常應力水平下產品相關性能指標的前提條件，這一前提條件在加速貯存試驗中同樣適用。貯存過程中的多種環境應力對繼電器產生的綜合影響是導致其性能發生退化的主要因素。對于電磁繼電器來說，電磁系統是決定電磁繼電器是否能夠正常工作的關鍵所在。在貯存環境應力的作用下，電磁系統中的永磁材料不可避免的會發生退化，從而影響電磁繼電器的吸反力配合，使得電磁繼電器因配合失當而發生貯存失效。因此，在制定針對繼電器的加速貯存退化試驗方案時，應確保繼電器永磁材料的貯存退化失效機理在所采用的加速應力等級下未發生改變。

目前，在制定加速試驗方案過程中，為了確定合適的加速應力等級，通常需要進行大量的摸底試驗，并依據摸底試驗數據對不同應力等級下的失效機理是否一致進行判別。此類試驗對試驗樣本量有著較高的要求，更需要消耗大量的試驗時間。尤其對于加速貯存試驗來說，由于繼電器等產品在貯存條件下的退化過程通常較為緩慢，試驗耗時較長。如果針對每一型號的繼電器產品均進行摸底試驗，將不可避免的要消耗大量的人力、物力以及寶貴的試驗時間。

隨著虛擬樣機技術的發展，使得基于繼電器的設計參數進行動態特性分析成為可能。同時，通過單獨對繼電器永磁材料進行貯存試驗又可以較為簡單的獲取其性能參數的退化數據。因而，基于虛擬樣機技術將此類貯存退化數據進行注入，實現對繼電器貯存退化過程的仿真，則可以通過對繼電器的仿真貯存退化數據進行分析的方式進行失效機理一致性檢驗。在此過程中，一方面由于試驗僅針對永磁材料展開，試驗樣品的來源和試驗成本都能夠得到保證。令一方面，以永磁材料的貯存試驗數據為基礎，還可以對其它采用同種材料的繼電器產品進行加速貯存退化失效機理檢驗與試驗設計。

發明內容

本發明的目的是為了解決在繼電器的加速貯存試驗中如何選擇應力等級，使其能夠保證永磁材料的貯存失效機理未發生改變，同時具有足夠的加速作用這一問題，提出了一種繼電器永磁材料加速貯存退化失效機理變化判別方法。

在制定針對繼電器的加速貯存退化試驗方案時，為了保證試驗具有足夠的加速性，通常需要盡可能的提高試驗過程中所采用的加速應力等級。但是，過高的應力等級將會導致繼電器在此條件下的貯存失效機理與實際貯存情況不一致，無法基于此試驗結果進行貯存可靠性評價等工作。繼電器電磁系統中的永磁材料對繼電器的吸反力配合以及保持力方面有重要影響，同時，永磁材料作為繼電器中容易發生貯存退化的組成部分，也是繼電器貯存可靠性評價中所關注的重點。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

步驟一：在m個加速應力等級S_i,(i＝1,2,…,m)下，對組成繼電器電磁系統的永磁材料進行貯存退化試驗，從t＝0時刻起，以Δt為時間間隔，在貯存試驗中的t＝kΔt,(k＝1,2,…,n)時刻監測永磁材料吸力的貯存退化程度；

步驟二：通過有限元仿真軟件構建包含繼電器電磁系統和觸簧系統的電磁繼電器動態特性仿真模型；

步驟三：通過修改繼電器電磁系統和觸簧系統的電磁繼電器動態特性仿真模型中永磁材料屬性的方式，將試驗獲取的t時刻的永磁材料貯存退化程度注入到繼電器動態特性仿真模型中，進行動態特性仿真，獲取對應于不同加速應力等級及不同貯存時刻的繼電器輸出特性仿真貯存退化數據D_i(t),(i＝1,2,…,m)；

步驟四：基于步驟三所獲取的繼電器輸出特性仿真貯存退化數據，計算所對應的貯存退化速率

步驟五：根據加速應力下的失效機理一致判別準則，通過步驟四所得到的繼電器貯存退化速率，判斷不同加速應力等級下繼電器的貯存退化失效機理是否發生改變。