[发明专利]多柔体电器触簧系统的接触弹跳分析方法

权利要求书

1.一种多柔体电器触簧系统的接触弹跳分析方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一、建立电器触簧系统的等效碰撞动力学模型：

将动簧片等效为悬臂梁结构，电磁结构对接触系统的作用简化为一集中电磁力；动簧片与常开触点对间的接触过程视为接触力元的作用过程；当发生接触时，在接触域内增加接触力元，并利用阻尼系数衡量碰撞接触全过程的能量损失；

步骤二、依据欧拉-伯努利梁理论，构建继电器运动学与碰撞动力学微分方程：

式中，ρ为动簧片的密度，A为动簧片横截面面积，E和I分别为动簧片的弹性模量和惯性矩，δ(x)是狄拉克δ-函数，x_f为推力等效作用位置，x_m表示动簧片和常开触点的等效接触位置，F₁为连杆推力，F_h为Holm力，F_c为碰撞力；

步骤三、建立继电器的动簧片横向位移方程：

式中，g_j(t)为广义坐标函数，φ_j(x)为悬臂梁的振型函数，N为模态截断；

步骤四、完成继电器运动学与碰撞动力学微分方程的矩阵形式；

步骤五、基于4阶Runge-Kutta法求解继电器的动力学方程的矩阵形式得到广义坐标g的数值解，进而得到动簧片的横向位移；

步骤六、通过求解不同条件下动簧片横向位移随时间的变化规律曲线，分析电器触簧系统的动力学及碰撞弹跳特性。

2.根据权利要求1所述的多柔体电器触簧系统的接触弹跳分析方法，其特征在于所述连杆推力的计算公式为：

式中，l₁为连杆的长度，θ为连杆的夹角，T_mg为电磁吸力矩，T_f是反力矩。

3.根据权利要求1所述的多柔体电器触簧系统的接触弹跳分析方法，其特征在于所述Holm力的计算公式为：

式中，y₁为动簧片的位移，d₀为动簧片与常开触点的初始间隙，P表示接触力，ξ是接触表面的接触系数，H是接触材料的布氏硬度，μ为磁导率，R₁表示触头的接触半径，i_h为流经动簧片的电流。

4.根据权利要求1所述的多柔体电器触簧系统的接触弹跳分析方法，其特征在于所述碰撞力的计算公式为：

式中：n表示碰撞指数，y₁为动簧片的位移，d₀为动簧片与常开触点的初始间隙，c₁和k₁分别为动簧片和常开触点间的接触阻尼和接触刚度系数，δ_s表示渗透位移，Δ＝(d₀–y₁+δ_s)/δ_s。

5.根据权利要求1所述的多柔体电器触簧系统的接触弹跳分析方法，其特征在于所述继电器运动学与碰撞动力学微分方程的矩阵形式为：

式中，g＝[g₁,g₂,…,g_N]为广义坐标列向量，M为质量矩阵，C为阻尼矩阵，K为刚度矩阵，Q为外力向量。

6.根据权利要求1所述的多柔体电器触簧系统的接触弹跳分析方法，其特征在于所述动簧片的横向位移的计算公式为：

式中，g_j(t)为广义坐标函数，为悬臂梁的振型函数。