低压断路器的虚拟样机技术
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作者： 陈德桂，李兴文著
出 版 社： 机械工业出版社
出版时间： 2009-7-1字数：版次： 1页数： 369印刷时间：开本： 大32开印次：纸张：I S B N ： 9787111268772包装： 平装内容简介
虚拟样机是一种数字化设计技术，通过在计算机上建立的虚拟样机，依靠可视化仿真使样机达到优化设计的目标。低压断路器的虚拟样机技术是一种低压电器新的研发方法，它与传统的依靠经验和估算的方法相比，可大幅度地缩短开发周期，降低开发成本，提高产品的技术经济指标。
本书是作者及其科研组近年来在这一领域研究工作的汇总。本书介绍了低压断路器各种特性数学模型的建立及其不同的数字化求解方法，包括：操作机构的刚性和柔性动力学仿真；热磁脱扣器保护特性仿真；触头与导电部分的电场与磁场计算；热分析；热与电动稳定性计算；电弧数学模型；然后综合各部分内容通过多场域耦合求解，实现断路器开断过程的仿真。本书还在仿真的基础上，分析了各种结构方案和参数对断路器特性的影响，使读者对低压断路器结构型式的优选及结构尺寸的优化设计有一个理性的认识。
本书可供从事低压电器设计、制造、试验和运行方面的有关工程技术人员参考，并可作为高等院校有关专业研究生的参考教材。
目录
前言
第1章低压电器的虚拟样机技术
1.1什么叫虚拟样机技术
1.2虚拟样机技术在低压电器中的应用
1.3常用仿真软件
1.3.1三维综合仿真软件ANSYS
1.3.2多体动力学仿真软件ADAMS
参考文献
第2章低压断路器机构动态特性的仿真与优化设计
2.1低压塑壳断路器机构仿真的建模
2.1.1低压塑壳断路器操作机构简介
2.1.2操作机构仿真模型的建立
2.2单断点塑壳断路器操作机构的仿真分析
2.2.1单断点塑壳断路器操作机构动态特性的仿真
2.2.2ADAMS软件中触头参数的测量方法
2.3计及电动斥力效应的断路器分断过程仿真
2.3.1分断短路电流的试验研究
2.3.2对动触头所受电动斥力的分析
2.3.3计及电动斥力效应的断路器分断过程仿真分析
2.4低压塑壳断路器机构优化设计
2.4.1影响断路器分断速度的主要因素
2.4.2以关键轴的位置作为设计变量的操作机构优化设计
2.5旋转双断点塑壳断路器机构的动态仿真与优化
2.5.1影响断路器分断速度的主要因素
2.5.2分断弹簧的刚度对分断速度的影响
2.5.3操作机构关键轴位置对分断速度的影响及其优化设计
2.5.4杆件质量对分断速度的影响
2.6框架断路器操作机构仿真分析
2.6.1框架断路器操作机构
2.6.2操作机构仿真模型的建立
2.6.3ADAMS软件中仿真结果
2.7提高框架断路器触头开断速度的分析与操作机构的优化设计
2.7.1开断弹簧刚度系数对开断速度的影响
2.7.2各个轴的位置对开断速度的影响
2.7.3杆件的质量和质心对开断速度的影响
2.8ADAMS软件的二次开发技术
2.8.1用户界面开发
2.8.2依靠接口程序的二次开发
参考文献
第3章低压断路器操作机构的应力分析
3.1ADAMs软件中柔性体分析的基本原理
3.2建模与仿真分析过程
3.2.1建模与仿真的两个部分
3.2.2在ANSYS程序中生成模态中性文件的步骤
3.3旋转双断点塑壳断路器机构的应力分析
3.3.1下连杆的应力分析
3.3.2上连杆的应力分析
3.3.3跳扣的应力分析
3.4框架断路器操作机构构件的应力仿真分析
3.4.1主轴悬臂的应力分析
3.4.2连杆1的应力分析
参考文献
第4章电磁脱扣器保护特性计算
第5章低压断路器热分析与热脱扣器保护特性的计算
第6章低压断路器吹弧磁场与电场的仿真与分析
第7章电动斥力与气动斥力分析及其在塑壳断路器中的应用
第8章短时耐受电流的计算
第9章灭弧室压强的仿真与分析
第10章电弧动态数学模型与低压断路器开断过程的仿真
参考文献
书摘插图
第1章低压电器的虚拟样机技术
1.1什么叫虚拟样机技术
虚拟样机技术属于科学计算可视化（Visualization in Scientifie Computing）技术范畴，后者简称可视化仿真。20世纪80年代，美国科学基金会在华盛顿召开的一次会议上提出“将图形和图像技术应用于科学计算是一个全新的领域”，并把这种技术命名为科学计算可视化。它是涉及计算机图像学、图形处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互技术等多个领域的一个崭新的技术领域。在工程设计方面，可视化仿真定义为对科学计算或仿真计算所获得的数据进行可视化加工或三维图形和动画显示，并可通过交互地改变参数来观察计算结果的全貌及其变化。由于可视化仿真对各门学科和工程技术发展有极其重要的意义和使用价值，因而该技术在它一开始出现时就得到人们的极大重视。
计算机用于数值计算已有50年的历史。长期以来，由于计算机软硬件技术水平的限制，数值计算只能以批处理方式进行，不能用图形交互方式处理，大量的输入和输出数据采用人工处理，不仅十分繁琐，所花费时间往往是计算时间的十几倍甚至几十倍，并且不能得到有关计算结果直观形象的整体概念，且可能丢失大量信息。例如，20世纪70～80年代的有限元分析软件，前后处理工作十分繁琐，进行一台大型变压器的电场分析，输入各零部件的三维几何尺寸等原始数据进行自动剖分，一般需要几天甚至几个星期的艰苦劳动。因而，改进科学计算输入数据的前处理和计算结果的后处理已经成为提高科学计算质量和效率的主要问题之一。
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