Моделирование прохождения импульсного электрического тока через контактные поверхности с многослойной электропроводностью

Abstract

Рассмотрены особенности прохождения импульсного электрического тока через граничные поверхности электродов скользящего контакта, имеющие слоистый характер электропроводности. Выполнено математическое моделирование переходного процесса включения тока через контактную пару. Выявлена возможность улучшения распределения плотности тока по контактной поверхности при определенных законах распределения электропроводности по слоям. Показано, что снижение проводимости поверхностных слоев позволяет избежать чрезмерной концентрации плотности тока на сбегающем краю подвижного электрода при высокой скорости относительного перемещения электродов.

Розглянуто особливості проходження імпульсного електричного струму через граничні поверхні електродів ковзаючого контакту, що мають шаруватий характер електропровідності. Здійснено математичне моделювання перехідного процесу включення струму через контактну пару. Виявлено можливість покращення розподілу густини струму вздовж контактної поверхні при певних законах розподілу електропровідності по шарах. Показано, що зниження провідності поверхневих шарів дозволяє уникнути надмірної концентрації густини струму на збігаючому краю рухомого електроду при високій швидкості відносного руху електродів.

The author considers peculiarities of pulsed electric current passage across the border surfaces of electrodes when their electrical conductivity at the both surfaces is of a multilayer character. It was shown in the 2-D calculation model how the increase of the relative motion of electrodes led to the field and current concentration in the angular zone of contact. A set of different laws of electrical conductivity from layer to layer was taken. The results of simulation indicate the possibility to improve the current density distribution along the contact surface at some laws of electrical conductivity distribution from layer to layer of electrodes. It is shown that a decrease of electrical conductivity of surface layers especially at the moving electrode allows avoiding the extreme concentration of current density at the trailing edge of moving electrode even at the significant growth of the relative motion velocity of electrodes (up to 2.5 km/sec).