基于有限元的三维粗糙表面电接触模型构建与仿真分析

简介

由于在生产加工过程中诸多因素综合作用，使得加工件表面残留了尺寸、形状和分布规则不一的微观几何形貌，实际的接触表面都是粗糙表面。文章基于Mathb与ANSYS构建出随机粗糙表面，利用APDL参数化设计语言实现电接触有限元模型的建立，进行接触特性研究。研究结果表明，该模型能够较为准确地对三维粗糙表面形貌进行表征。在该模型的基础上，对接触界面微凸峰接触情况、应力分布特征展开了进一步探究。结果表明，随着法向位移的增加，发生接触微凸峰数增速逐渐变大，接触界面真实接触面积变大，VonMises应力逐渐在粗糙实体内部及周围进行传递，微凸体将产生弹塑性变形，挤压周围基体，最大VonMises应力逐渐于微凸体周围区域呈环状分布，该研究为保证电气设备电接触状态可靠性提供了一定的理论指导。