华南理工大学学报(自然科学版)

作者：李俊烨, 田龚强, 王新鹏, 等

单位：长春理工大学 机电工程学院，吉林 长春 130022

关键词：导电滑环,有限元法,刷丝角度成型,回弹,双侧长夹持板,残余应力

基金：吉林省科技发展计划项目(20210201057GX);吉林省教育厅科技研究项目(JJKH20220734KJ)

导电滑环刷丝的工作性能对卫星的整体能源安全与在轨寿命有着至关重要的影响。为了保证信号和电流的实时传递，需要对刷丝角度进行控制。本研究通过有限元法的理论分析，建立了电刷板和刷丝的三维模型；结合显式动力学和隐式静力学的有限元模拟方法，确定了刷丝最佳的角度成型方式，完成了刷丝角度成型与回弹的有限元模拟；提出了一种基于有限元针对刷丝角度回弹过程的测量方法，并对刷丝回弹角的仿真值与理论值进行了对比分析。结果表明：与单侧偏转板和双侧短夹持板相比，双侧长夹持板对刷丝角度成型的作用方式最佳；刷丝的回弹角度与成型角度呈正相关，刷丝的成型角度越大，刷丝成型后的回弹变形值越大；刷丝成型角度在120°以上时，由于残余应力过大，所以刷丝材料很可能发生破坏。为了防止刷丝在发生弹塑性变形时其材料左侧根部发生破坏，应将夹持板左侧夹紧面尽量贴近刷丝左侧根部位置，对刷丝根部增加约束，以保证刷丝角度成型的质量；刷丝回弹角度的最大相对误差约为2°，但平均误差值在1°左右，总体回弹趋势基本一致，可以很好地表示出刷丝回弹角度的变化规律。

来源：2023年第11期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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