热能动力工程

作者：李剑峰

单位：空军工程大学 航空航天工程学院，陕西 西安 710038,

关键词：多物理场耦合;有限元;缓变失效;疲劳寿命试验

摘 要：为建立有效的电磁阀线圈故障诊断方法，设计了电磁阀线圈疲劳寿命试验，提出一种多物理场耦合作用下的线圈渐进性失效诊断方法：首先，基于有限元仿真平台（ANSYS Workbench）建立直动电磁阀三维有限元分析模型，计算电磁阀温度场；然后，在机械应力场的模型求解中引入温度载荷，得到由机械应力和热应力耦合作用下的应力场；最后，搭建线圈疲劳寿命试验平台，采集不同驱动电压载荷下温度、电流、电阻等线圈重要特征参量的全寿命周期数据，通过对比分析试验数据和数值仿真结果，得出线圈缓变失效机制。研究表明：线圈通电产生的高温易破坏包裹线圈的绝缘橡胶，同时应力的耦合效应会在橡胶间产生一定的挤压作用，当在高温条件下破损的绝缘橡胶相互挤压时，线圈将会发生短路，造成线圈阻值的3次突降和温度的3次突增，这种叠加效应会加剧橡胶的破损和线圈的短路，直至电磁阀失效。该方法可适用于其它类型电磁阀线圈的故障诊断，对提高电磁阀的可靠性具有一定意义。

来源：2018年第8期

《热能动力工程》期刊编辑部

查看热能动力工程杂志2018年第8期