[发明专利]一种用于低压断路器振动激励失效的力学分析方法

权利要求书

1.一种用于低压断路器振动激励失效的力学分析方法，包括如下步骤：

a)建立低压断路器的力学特性模型，包括如下操作步骤：

①对振动激励下的低压断路器进行力学分析；

②对经过步骤①力学分析后的低压断路器进行数学建模；

③对建立的低压断路器的数学模型确定边界条件并施加一个弹性预紧力的边界条件约束；

b)分析低压断路器在振动激励下的响应特性，具体为：首先对低压断路器实行加载谐波激励载荷，然后通过将简谐激励转换成傅立叶级数后查看低压断路器的触头所产生的相对位移以判断是否发生了脱扣失效，即：若未发生相对位移，表示倒立摆B端与小车相接触；若发生相对位移，表示倒立摆的B端脱离小车，发生了脱扣失效；

其特征在于：将振动激励下的低压断路器简化为倒立摆系统，将低压断路器的动触头简化为倒立摆，将振动台简化为小车，利用牛顿第二定律建立的力学模型为：

其中：

M为小车，即：振动台的质量；m为倒立摆，即：低压断路器的动触头的质量；x为小车水平方向的位移；为小车水平方向的速度；为小车水平方向的加速度；c₁为小车的阻尼系数；k₁为小车的弹簧系数；l为倒立摆的长度；θ为倒立摆相对水平方向的倾斜角；为角速度；为角加速度；F为小车受到的外载荷；J为倒立摆绕质心O点的转动惯量；N_B为B点所受到的倒立摆对它的压力；T为断路器动触头的平均预紧力偶；g为重力加速度；如果低压断路器的动触头与静触头脱开，则δ＝0，否则δ＝1；

将力学模型的初始位置定义为低压断路器的两触头为闭合状态，将倒立摆的B端脱离小车产生相对运动，即：低压断路器的动触头与静触头为分开状态，视为低压断路器一种失效形式。

2.根据权利要求1所述的力学分析方法，其特征在于：步骤①所述的力学分析包括惯性力、阻尼力及弹性力。