[發明專利]繼電器彈性金屬材料加速貯存退化失效機理變化判別方法

有效

• 申請號: 201711082103.7
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107885930B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 翟國富;鄭博愷;吳岳;武旸;林義剛;葉雪榮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明提供一種繼電器彈性金屬材料加速貯存退化失效機理變化判別方法，包括如下步驟：對觸簧系統彈性金屬材料進行貯存退化試驗并加測應力松弛數據；建立繼電器動態特性仿真模型；通過修改模型的方式將彈性金屬材料的貯存退化注入到仿真模型中，實現繼電器的貯存退化仿真；基于所獲取的仿真貯存退化數據及貯存失效閾值，估計不同應力等級下的繼電器貯存偽壽命；根據失效機理一致判別準則及繼電器貯存偽壽命，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。本發明所提方法能夠準確找出導致繼電器貯存失效機理改變的加速應力等級，可為確定繼電器產品加速貯存試驗中所能夠加載的最大加速應力等級提供依據。

技術領域

本發明涉及繼電器彈性金屬材料加速貯存退化失效機理判別方法，屬于繼電器產品性能分析與加速貯存試驗設計技術領域。

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。在繼電器的貯存過程中，溫度、濕度、振動等環境應力對其產生的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，觸簧系統是其中的主要組成部分，是決定電磁繼電器是否能夠正常工作的關鍵所在。在電磁繼電器的貯存過程中，觸簧系統中的彈性金屬材料是其中發生退化的主要部分，隨著彈性金屬材料性能的退化，電磁繼電器的吸反力配合將逐漸受到影響，直至因配合失當而導致電磁繼電器貯存失效。因此，在制定針對繼電器的加速貯存退化試驗方案時，應確保所選擇的應力等級未使得繼電器彈性金屬材料的貯存退化失效機理發生改變。

目前，為了確定合適的加速應力等級，通常需要在正式試驗開始之前進行大量的摸底試驗，從而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。此類試驗不僅需要消耗不少的試驗樣本，更需要占用本就有限的試驗時間。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，試驗時間一般需要以年為單位。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，通過單獨對繼電器彈性金屬材料進行貯存試驗又可以較為簡單的獲取其形狀、材料屬性等的退化數據。因而，基于虛擬樣機技術將此類退化數據進行注入，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是否一致的檢驗。在此過程中，一方面由于試驗僅針對彈性金屬材料展開，可以在實現對不同應力等級下失效機理是否發生變化進行判別的同時，有效降低試驗所需的成本。另一方面，針對彈性金屬材料的貯存試驗數據還可以在其它采用同種材料的繼電器產品加速貯存試驗設計中進行推廣應用。

發明內容

本發明的目的是為了解決在制定針對繼電器的加速貯存退化試驗方案時，如何確定最恰當的試驗應力等級的問題，即確保所采用的試驗應力等級能夠使得繼電器在試驗條件下的失效機理與實際貯存條件一致，且具有足夠的加速性。觸簧系統中的彈性金屬零件貯存退化作為導致繼電器貯存失效的關鍵因素，是繼電器加速貯存退化試驗中所要關注的重點問題。因而，本發明提出了一種繼電器彈性金屬材料加速貯存退化失效機理變化判別方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

本發明的繼電器彈性金屬材料加速貯存退化失效機理變化判別方法，它包括以下步驟：

步驟一：在m個加速應力等級S_i,(i＝1,2,…,m)下，對組成繼電器觸簧系統的彈性金屬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)時刻監測彈性金屬材料的應力松弛程度；

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；