Диссертация (Оценка влияния твердой смазки на трибохарактеристики узлов скользящего токосъема), страница 22

Вид диалогового окна задания материала.Данное диалоговое окно позволяет задавать параметры материаладля контактирующих поверхностей. Можно выбрать один из имеющихся материалов, либо создать и назначить новый. Имеются следующие элементыинтерфейса: «Название материала» – условное название материала (допустимосоздавать материалы с одинаковым названием); «Жесткость, Па» – параметр поверхностной жесткости материала вПаскалях, влияет на количество проводящих узлов; «Удельное сопротивление, Ом*м» – удельное электрическое сопротивление материала в Омах на метр; «Плотность, кг/м^3» – плотность материала в килограммах на метркубический; «Удельная теплоемкость, Дж/(кг*К)» – удельная теплоемкость материала в Джоулях на килограмм на градус Кельвина; «Теплопроводность, Вт/(м*К)» – теплопроводность материала вВаттах на метр на градус Кельвина;221 список материалов уже имеющихся в БД, и позволяющий выбратьодин из них для данной поверхности; кнопка «Новый» – добавляет новый материал в список с параметрами по умолчанию, которые можно отредактировать и применитьдля данной поверхности; выбор материала осуществляется кнопкой «ОК»; отказ от выбора (при этом новый материал не будет добавлен в БД)кнопкой «Cancel».222ОПИСАНИЕ ИНТЕРФЕЙСАВид основного окнаРисунок 475.

Вид основного окна после создания новой модели.Изображения поверхностейВ верхней части экрана представлены четыре изображения поверхностей. Два изображения микрорельефа контактирующих деталей: щетки иколлектора, изображение контактного перехода и его температурного поля.Изображения микрорельефа контактирующих поверхностей представлены в гамме зеленого цвета. Высоким точкам поверхности соответствуетсветлый тон, а низким – темный.223Изображение контактного перехода отражает следующую информацию: черным цветом представлены узлы, в которых контакт отсутствует, зеленым – узлы с металлической проводимостью (альфа-узлы), гамма синегоцвета – пленочная проводимость (бетта-узлы).

При этом светлые тона соответствуют тонким пленкам, темные – толстым.Изображение температурного поля показывает температуру узловконтактного слоя. Белый цвет соответствует температуре контакт-деталей.Большие температуры представлены в гамме красного цвета. Темные тонасоответствуют большей температуре узлов.Увеличенное изображениеВ правом верхнем углу представлено увеличенное в четыре разаизображение участка 25 на 25 узлов любой из поверхностей.

Выбор увеличенного участка производится нажатием правой кнопки мыши на интересуемом месте поверхности. При этом для каждой из поверхностей выводитсясобственная информация. Для микрорельефов – это высота узлов в микрометрах, для контактного перехода – наличие контакта и толщина пленки вмикрометрах, для температурного поля – температура соответствующегоузла. Выбор узла производится позиционированием указателя мыши наувеличенном изображении. При этом выводятся координаты узла относительно левого верхнего угла поверхности.

Линейный размер одного узла –10 микрометров.Параметры увеличенного изображенияПод увеличенным изображением выводится список дополнительныхпараметров по выбранной поверхности. Для микрорельефа это традиционные параметры шероховатости и волнистости: RZ ; RA ; SM ;224 SM R ,Aа для контактного слоя – параметры последнего указанного кластерапроводимости:площадь в узлах;сопротивление стягивания;проводимость;ток;плотность тока;выделяющаяся электрическая мощность всего кластера и одногоузла; приращение температуры для одного узла кластера.Эпюры плотности тока и температурыПо центру экраны выводится график распределения температуры(красный цвет) и плотности тока (синий цвет) по длине (тангенциальномуразмеру) щетки.

Левая ось ординат показывает масштаб плотности тока вамперах на сантиметр квадратный, а правая – температуры в градусахЦельсия.График средней температурыВ нижней части экрана выводится график зависимости средней температуры проводящих узлов (альфа-узлов) контактного перехода от времени. Шкала температуры представлена в градусах Цельсия, а шкала времени в условных шагах. Один шаг соответствует времени сдвига поверхности коллектора относительно поверхности щетки на один узел.Параметры моделированияВ правой части экрана выводится список параметров контакта на текущем шаге моделирования. Здесь можно выделить: номер шага моделирования; количество альфа-узлов;225количество бетта-узлов;количество кластеров расчетного участка;сопротивление стягивания всего контакта и расчетного участка;проводимость всего контакта и расчетного участка;падение напряжения на контактном слое;ток всего контакта и расчетного участка;плотность тока;электрическая мощность всего контакта и расчетного участка;механическая мощность всего контакта и одного узла;шаг времени расчета температурного поля;шаг времени сдвига коллектора на один узел;средняя температура всего контактного слоя;средняя температура проводящих альфа-узлов;максимальная температура;количество точек с температурой выше заданной.Строка статусаКроме этого некоторая дополнительная информация выводится встроке статуса: линейный размер узла, ширина расчетной полосы, начальное расстояние сближения в микрометрах (касание поверхностей) и сближение в результате усилия нажатия.

Исходя из последних двух параметровможно для последующего моделирования с похожими исходными параметрами задавать высоту расчетного узла.Работа с программойАлгоритм работы с программой. Меню модель представляет следующие команды: «Запуск» – запуск расчеташага моделирования, «Шаг» – выполнение одного, «Завершить» – завершить моделирование, чтопозволяет, не выходя из программы, создать еще одну модель. После запуска расчета становится доступным пункт «Стоп» – остановка расчета.При генерации поверхностей длина коллектора создается в два разабольше длины щетки. В результате расчета поверхность щетки проходит226две своих длины по поверхности коллектора.

Естественно, завершить моделирование в любой промежуточный момент.ИНФОРМАЦИЯ О МАТЕРИАЛАХПункты меню «Информация» – «Материал щетки», «Материал коллектора», «Материал контакта» позволяют вызвать для просмотра окна параметров материалов контактирующих деталей и контактного слоя. Данныепункты доступны только в процессе моделирования.Рисунок 5. Окно информации о материале.При помощи данного окна можно получить информацию о текущих параметрах материалов: жесткости; удельном электрическом сопротивлении; плотности; удельной теплоемкости; удельной теплопроводности.Единицы измерения данных величин соответствуют тем, что описаныв окне задания материалов.ЗАДАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОГРАММЫПри помощи окна параметров программы (см.

Рисунок 79) можно задать некоторые особенности поведения программы во время моделирования. Вызов окна осуществляется при помощи меню «Файл – Параметры…».227Рисунок 6. Окно задания параметров программы.В частности: «Длина расчетного участка, узлов» – позволяет изменять аксиальныйразмер расчетного участка моделирования (высоту расчетного участка).Изменение данного параметра вступает в силу только после созданияновой модели. «Барьер белого цвета» – позволяет подстроить границу отображения узлов температурного поля ниже некоторого значения белым цветом.Кнопки «Процентов» и «Градусов Цельсия» задают единицу измеренияданного параметра.

Изменение данного параметра вступает в силу послерасчета очередного шага моделирования.РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯРезультаты моделирования сохраняются в БД Access contact.mdb. ВБД имеются две основные таблицы: таблица моделей и таблица материалов, а также таблица результатов моделирования.Таблица материаловТаблица материалов materials позволяет создавать и сохранять параметры различных материалов щеток и коллекторов: жесткость, удельноесопротивление, плотность, теплопроводность, теплоемкость.

Описание полей таблицы materials: id – идентификатор материала (по нему происходит привязка материалов к модели, поэтому не рекомендуется изменять параметрыматериалов уже задействованных в моделировании), ключевоеполе; name – имя материала до 50 символов, обязательное поле, можетповторяться; stiffness – жесткость материала в Паскалях;228 resistance – удельное электрическое сопротивление в Омах наметр; density – плотность материала в кг на метр кубический; k – теплопроводность материала в Ваттах на метр на градус Кельвина; ct – удельная теплоемкость материала в Джоулях на килограмм наградус Кельвина.Таблица моделейТаблица моделей models содержит записи для каждого проведенногомоделирования со всеми исходными параметрами.