[發(fā)明專利]基于驅(qū)動(dòng)能量的機(jī)械應(yīng)力作用下電樹枝劣化分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110257036.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN112989596B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜伯學(xué);張瑩;李進(jìn);孔曉曉;梁虎成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G01R31/12;G06F119/14
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11560
• 代理人: 程小艷

1.基于驅(qū)動(dòng)能量的機(jī)械應(yīng)力作用下電樹枝劣化分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)計(jì)算機(jī)械應(yīng)力與電場(chǎng)聯(lián)合作用下的聚合物應(yīng)變能密度W_m和靜電能密度W_e的總能量：

式中，σ是機(jī)械應(yīng)力，Y是彈性模量，ε_r是絕緣介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，E是局部電場(chǎng)強(qiáng)度，其中π是常數(shù)，r和l分別是圓柱形電樹枝通道的半徑和長(zhǎng)度；

2)計(jì)算未受到機(jī)械應(yīng)力時(shí)，電樹枝生長(zhǎng)所需克服的表面能W_s和塑性形變能W_f：

W_s＝2πrγdl W_f＝πr²aδ_ydl

式中，γ是表面張力，a是幾何修正系數(shù)，δ_y是屈服應(yīng)力；

3)計(jì)算受到機(jī)械應(yīng)力作用時(shí)，塑性形變能W_f’的表達(dá)式：

W_f'＝W_f±0.5πr²σedl

式中，e為應(yīng)變水平，+σ為拉應(yīng)力，-σ為壓應(yīng)力；

4)得到以機(jī)械應(yīng)力σ為自變量的驅(qū)動(dòng)電樹枝生長(zhǎng)能量的函數(shù)表達(dá)式：

式中，D為恒定常量；

5)得到機(jī)械應(yīng)力與聚合物電樹枝劣化的作用關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于驅(qū)動(dòng)能量的機(jī)械應(yīng)力作用下電樹枝劣化分析方法，其特征在于，隨著拉應(yīng)力+σ的增加，驅(qū)動(dòng)電樹枝生長(zhǎng)能量增加，促進(jìn)電樹枝的生長(zhǎng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于驅(qū)動(dòng)能量的機(jī)械應(yīng)力作用下電樹枝劣化分析方法，其特征在于，在壓應(yīng)力-σ增加的情況下，電樹枝生長(zhǎng)呈現(xiàn)非線性趨勢(shì)，出現(xiàn)壓應(yīng)力-σ驅(qū)動(dòng)電樹枝生長(zhǎng)能量最低，其耐電樹枝能力最強(qiáng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于驅(qū)動(dòng)能量的機(jī)械應(yīng)力作用下電樹枝劣化分析方法，其特征在于，在電場(chǎng)不足以產(chǎn)生電樹枝時(shí)，增加機(jī)械應(yīng)力，也會(huì)促進(jìn)電樹枝的生長(zhǎng)。