第二章收缩电阻0919说课讲解.pptVIP

讨论： 收缩电阻范围 10-4～10-3Ω 接触过程： 当两个表面相接触时，先是最高的峰顶接触，压力增加后，峰顶由弹性变形后变为塑性变形，并有更多的峰顶接触。塑性变形后接触面积增大，单位面积的压力减少，最后塑流停止。 一般接插件、开关及电刷等滑动电接触表面，由于压力不大，点圆相互间隔很大，可认为是长收缩情况。 * 第2章接触电阻理论 * 一、多斑点收缩电阻问题 一、多斑点收缩电阻问题 对于峰顶都呈弹性变形时，收缩电阻为 对于峰顶呈弹塑性变形，收缩电阻为 * 第2章接触电阻理论 * 一、多斑点收缩电阻问题 例：一对材料为金的接触点，接触压力为0.5N，假定接触点数为10， 求：收缩电阻和接触斑点半径。（金的硬度H=2.5?108N/m2，电阻率?＝2.35?10-8??m，变形系数?＝0.7 ） 解： * 第2章接触电阻理论 * “短收缩”情况 条件 实际上，接触面内各斑点之间靠得很近，通过接触点各自的电流对周围接触点的电位有影响。 计算收缩电阻时，需考虑彼此影响所增加的电阻值。 假定n个圆形斑点都有相同的半径a。 * 第2章接触电阻理论 * 一、多斑点收缩电阻问题 一、多斑点收缩电阻问题 收缩电阻 Rs ：自身电阻，是所有实际接触点电阻的并联值， Ri：相互电阻 ?：相互电阻的Holm半径或点集半径。 * 第2章接触电阻理论 * 一、多斑点收缩电阻问题 ?值在n较大时，一般接近名义接触面积An的半径，即 * 第2章接触电阻理论 * 图 Ab，An，?及a之间的关系 n个小接触斑点的总面积为Ab，则 式中， * 第2章接触电阻理论 * 一、多斑点收缩电阻问题 常用方法 腐蚀着色法 熔化法 金属转移法 测接触电阻的反推法 一般结果 经过抛光后的两个圆柱面交叉接触时，n趋于1； 一般电镀，平面接触情况下，n在10～20之间。 * 第2章接触电阻理论 * 二、收缩斑点数n的实验确定 § 2.4 接触压力对收缩电阻的影响 一、微观表面加压变形过程 问题： 从P＝ξHAb中可知，接触界面达到稳定状态后，可以看成是等效塑性变形。 但没有分析接触过程，也没有涉及微观峰顶的分布情况。 Greenwood和Williamson研究了一个一般形式的数学模型，满足Ab正比于P。 * 第2章接触电阻理论 * 模型 具有微观凸丘的名义平面与一理想光滑平面接触； 名义平面表面的微观起伏用各个凸丘的高度z和顶部的曲率半径β来表示； 峰顶加载后的位移不影响周围峰顶高度； 如果已知z和β的分布函数，可用统计方法求出Ab与P的关系。 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 一、微观表面加压变形过程 求解 设各凸丘顶点曲率半径β相同， 凸丘高度z随机变化，概率密度为φ(z)， 则某一特定凸丘超过某一参考平面的高，在z和z＋dz之间的概率是φ(z)dz， 设光滑平面与粗糙平面的参考平面之间距为d，则高度为z（zd）的任何一个微观峰顶与平面的接触概率为： 若在名义接触面积An内有N个峰顶，则粗糙平面与理想光滑平面接触后，可能的接触点数目为 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 P1，任一峰顶所受压力 A1，该峰顶真实接触面积 a1，该点圆半径 G1，该峰顶接触后产生的电导 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 结果 峰高分布为指数分布函数 则，总 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 峰顶服从弹性变形规律时 * 第2章接触电阻理论 * 一、微观表面加压变形过程 总压力、接触面积、电导和接触点数 * 第2章接触电阻理论 * 接触硬度 在考虑材料的硬度时,为了应用于接触问题的方便起见，不用压痕凹陷面的面积来定义硬度，而是用压痕口的面积来定义硬度： 称接触硬度 压痕口面积等效于接触力承受面Ab，如果整个接触面完全塑性变形，P=HAb * 第2章接触电阻理论 * 四、理想光滑球体接触斑点 四、理想光滑球体接触斑点 宏观的说，名义平面之间的接触，其等效的接触硬度比材料的定义硬度小，可用一个小于1的因数乘上材料定义硬度来考虑综合效应, 于是 或 ξ是变形函数, ξ1，是D的函数 通常 ξ 0.2 为弹性变形 ξ =1为完全塑性变形 0.2ξ 1 * 第2章接触电阻理论 * 一、接触电阻的概念 接触电阻的物理本质 就是电流通过导电斑点产生收缩效应引起的金属电阻增量（收缩电阻）与表面膜电阻之和。 R＝Rc＋Rf * 第2章接触电阻理论 * §2.2 收缩电阻的计算 对接触电阻进行理论分析的必要性 电接触