[发明专利]一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法

权利要求书

1.一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

构建需要输入的雷电流模型，所述构建需要输入的雷电流模型具体包括基于雷电流幅值概率密度公式，采用双指数函数模型确定需要输入的雷电流A分量波形以及采用方波表示需要输入的雷电流C分量波形；

构建需要输入的热源模型，所述热源模型遵循高斯分布；

根据地线和线夹的物性参数、几何尺寸参数以及环境参数构建第一地线-悬线夹组件模型；

对所述第一地线-悬线夹组件模型进行几何切割，在所述第一地线-悬线夹组件模型中的地线与压板之间、地线与船体之间添加椭圆形导电桥模型，得到第二地线-悬线夹组件模型；

对所述第二地线-悬线夹组件模型施加激励，所述对所述第二地线-悬线夹组件模型施加激励具体包括根据所述需要输入的雷电流A分量波形和所述需要输入的雷电流C分量波形，在所述地线的一端施加雷电流，根据所述热源模型在靠近施加雷电流一侧的地线与压板的第一个接触点施加热源；

采用数值方法计算所述第二地线-悬线夹组件模型的温度变化过程与温度分布，判断绝热边界是否发生温升，若是，则停止计算，所述绝热边界为构建所述第一地线-悬线夹组件模型时设置的边界条件。

2.根据权利要求1所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述雷电流幅值概率密度公式具体为：

式中，表示中值电流，表示陡度系数，表示雷电流幅值概率，表示雷电流A分量的幅值。

3.根据权利要求2所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述双指数函数模型的数学表达式如下：

式中，表示雷电流A分量，表示时间，表示波前衰减系数，表示半峰衰减系数，表示峰值修正因子。

4.根据权利要求1所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述雷电流C分量的作用时间范围为250-1000ms，幅值范围为200-800A。

5.根据权利要求1所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述热源模型的数学表达式如下：

式中，表示热源，表示半径，表示时间，表示高斯热源的最大半径。

6.根据权利要求1所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述地线和线夹的物性参数具体包括：

所述地线和线夹的电导率、导热系数、熔点和表面辐射率。

7.根据权利要求1所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述环境参数具体包括：

对流换热系数、环境温度和环境湿度。

8.根据权利要求1所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述根据地线和线夹的物性参数、几何尺寸参数以及环境参数构建第一地线-悬线夹组件模型，还包括：

为所述第一地线-悬线夹组件模型设置一个无限元空气域。

9.根据权利要求8所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述为所述第一地线-悬线夹组件模型设置一个无限元空气域之后，还包括：

设置所述第一地线-悬线夹组件模型的边界条件，所述边界条件具体包括将所述空气域设置为电绝缘，将所述第一地线-悬线夹组件模型中的挂板顶部和U形螺栓底部设置为接地端，将地线远离施加雷电流的一端设置为电流终端，将所述挂板顶部、地线不施加雷电流的一端以及邻近所述地线不施加雷电流的一端的U形螺栓底部设置为绝热边界。

10.根据权利要求1所述的一种雷击作用下的地线-线夹组件温升模拟方法，其特征在于，所述椭圆形导电桥模型的高度为0.1mm。