一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法技术

一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法，属于继电器产品性能分析与试验方法研究技术领域。对继电器电磁系统中的永磁材料进行贮存退化试验并监测其退化数据；建立继电器动态特性仿真模型；修改模型中的永磁材料属性，实现永磁贮存退化注入并仿真对应的继电器输出特性退化情况；基于所获取的仿真贮存退化数据，计算对应于不同应力等级的继电器输出特性贮存退化速率；根据加速应力下的失效机理一致判别准则以及贮存退化速率计算结果，判断不同加速应力等级下继电器的贮存退化失效机理是否发生改变。本发明专利技术所提方法能够准确找出导致继电器贮存失效机理改变的加速应力等级，可为确定继电器加速贮存试验的最大加速应力等级提供依据。

A discriminant method for the mechanism change of accelerated storage degradation failure of permanent magnetic material for relay

A discriminant method for the mechanism change of permanent magnetic material accelerated storage degradation failure mechanism, which belongs to the research technical field of the performance analysis and test method of relay products. The permanent magnet electromagnetic relay system in the storage degradation test and monitor the degradation data; establish dynamic simulation model of relay; modification of permanent magnetic material property in the model, to realize the permanent magnetic storage degradation injection and relay output characteristics simulation of the corresponding degradation; simulation for storage degradation data based on the calculated corresponding to the different should the relay output characteristics of power level storage degradation rate; according to the failure mechanism of accelerated stress under uniform criterion and storage degradation rate calculation results, determine the different accelerated stress level following electrical storage degradation failure mechanism is changed. The proposed method can accurately identify the accelerated stress level that causes the change of the storage failure mechanism of the relay, and provides the basis for determining the maximum accelerated stress level of the relay accelerated storage test.

【技术实现步骤摘要】
一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法
本专利技术涉及一种继电器永磁材料加速贮存退化判别方法，属于继电器产品性能分析与试验方法研究

技术介绍
产品在不同加速应力等级下的失效机理不发生改变，是开展加速试验并外推正常应力水平下产品相关性能指标的前提条件，这一前提条件在加速贮存试验中同样适用。贮存过程中的多种环境应力对继电器产生的综合影响是导致其性能发生退化的主要因素。对于电磁继电器来说，电磁系统是决定电磁继电器是否能够正常工作的关键所在。在贮存环境应力的作用下，电磁系统中的永磁材料不可避免的会发生退化，从而影响电磁继电器的吸反力配合，使得电磁继电器因配合失当而发生贮存失效。因此，在制定针对继电器的加速贮存退化试验方案时，应确保继电器永磁材料的贮存退化失效机理在所采用的加速应力等级下未发生改变。目前，在制定加速试验方案过程中，为了确定合适的加速应力等级，通常需要进行大量的摸底试验，并依据摸底试验数据对不同应力等级下的失效机理是否一致进行判别。此类试验对试验样本量有着较高的要求，更需要消耗大量的试验时间。尤其对于加速贮存试验来说，由于继电器等产品在贮存条件下的退化过程通常较为缓慢，试验耗时较长。如果针对每一型号的继电器产品均进行摸底试验，将不可避免的要消耗大量的人力、物力以及宝贵的试验时间。随着虚拟样机技术的发展，使得基于继电器的设计参数进行动态特性分析成为可能。同时，通过单独对继电器永磁材料进行贮存试验又可以较为简单的获取其性能参数的退化数据。因而，基于虚拟样机技术将此类贮存退化数据进行注入，实现对继电器贮存退化过程的仿真，则可以通过对继电器的仿真贮存退化数据进行分析的方式进行失效机理一致性检验。在此过程中，一方面由于试验仅针对永磁材料展开，试验样品的来源和试验成本都能够得到保证。令一方面，以永磁材料的贮存试验数据为基础，还可以对其它采用同种材料的继电器产品进行加速贮存退化失效机理检验与试验设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决在继电器的加速贮存试验中如何选择应力等级，使其能够保证永磁材料的贮存失效机理未发生改变，同时具有足够的加速作用这一问题，提出了一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法。在制定针对继电器的加速贮存退化试验方案时，为了保证试验具有足够的加速性，通常需要尽可能的提高试验过程中所采用的加速应力等级。但是，过高的应力等级将会导致继电器在此条件下的贮存失效机理与实际贮存情况不一致，无法基于此试验结果进行贮存可靠性评价等工作。继电器电磁系统中的永磁材料对继电器的吸反力配合以及保持力方面有重要影响，同时，永磁材料作为继电器中容易发生贮存退化的组成部分，也是继电器贮存可靠性评价中所关注的重点。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：步骤一：在m个加速应力等级Si,(i＝1,2,…,m)下，对组成继电器电磁系统的永磁材料进行贮存退化试验，从t＝0时刻起，以Δt为时间间隔，在贮存试验中的t＝kΔt,(k＝1,2,…,n)时刻监测永磁材料吸力的贮存退化程度；步骤二：通过有限元仿真软件构建包含继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型；步骤三：通过修改继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型中永磁材料属性的方式，将试验获取的t时刻的永磁材料贮存退化程度注入到继电器动态特性仿真模型中，进行动态特性仿真，获取对应于不同加速应力等级及不同贮存时刻的继电器输出特性仿真贮存退化数据Di(t),(i＝1,2,…,m)；步骤四：基于步骤三所获取的继电器输出特性仿真贮存退化数据，计算所对应的贮存退化速率步骤五：根据加速应力下的失效机理一致判别准则，通过步骤四所得到的继电器贮存退化速率，判断不同加速应力等级下继电器的贮存退化失效机理是否发生改变。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术提出一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法：首先，通过对不同加速应力等级下的继电器永磁材料进行加速贮存试验获取其贮存退化数据；之后，采用有限元方法实现继电器的动态特性仿真，并以此为基础将永磁材料的贮存退化数据注入到继电器动态特性仿真模型中，仿真得到继电器输出特性的贮存退化数据；然后，基于仿真得到的继电器输出特性贮存退化数据计算继电器的贮存退化速率；最后，应用失效机理一致判别准则对不同加速应力等级下的继电器贮存退化失效机理变化情况进行判别，从而找出失效机理发生改变的加速应力等级。本专利技术以继电器动态特性仿真以及永磁材料贮存退化试验为基础，能够准确找出导致继电器贮存失效机理发生改变的加速应力等级，解决了以往制定继电器加速贮存试验时需要开展大量摸底试验才能确定合适加速应力等级的问题，可大大降低试验成本。此外，本专利技术通过开展永磁材料贮存退化试验所获取的数据，也同样适用于对其它采用相同永磁的继电器进行失效机理变化分析，为广泛开展针对继电器产品的贮存退化试验、贮存可靠性评价及剩余贮存寿命预测等相关研究奠定了基础。附图说明图1是本专利技术的一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法的流程图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明，本实施方式披露了一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法，它包括以下步骤：步骤一：在m个加速应力等级Si,(i＝1,2,…,m)下，对组成继电器电磁系统的永磁材料进行贮存退化试验，从t＝0时刻起，以Δt为时间间隔，在贮存试验中的t＝kΔt,(k＝1,2,…,n)时刻监测永磁材料吸力的贮存退化程度；所述的m的值最小应为4，所述的加速应力为温度应力；步骤二：通过有限元仿真软件构建包含继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型；步骤三：通过修改继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型中永磁材料属性的方式，将试验获取的t时刻的永磁材料贮存退化程度注入到继电器动态特性仿真模型中，进行动态特性仿真，获取对应于不同加速应力等级及不同贮存时刻的继电器输出特性仿真贮存退化数据Di(t),(i＝1,2,…,m)；步骤四：基于步骤三所获取的继电器输出特性仿真贮存退化数据，计算所对应的贮存退化速率所述的贮存退化速率为平均贮存退化速率；步骤五：根据加速应力下的失效机理一致判别准则，通过步骤四所得到的继电器贮存退化速率，判断不同加速应力等级下继电器的贮存退化失效机理是否发生改变；所述的失效机理一致判别准则指失效激活能未发生改变。具体实施方式二：结合图1说明，本实施方式对具体实施方式一作出的进一步说明，在步骤一中，所述的m个加速应力等级中的最低应力等级应高于实际贮存环境中的应力等级，所述的m个加速应力等级中的最高应力等级应根据试验条件限制或后续开展继电器贮存退化试验预计采用的最高应力等级确定；在步骤二中，所述的继电器电磁系统的仿真模型通过Flux软件构建，所述的触簧系统的仿真模型通过Adams软件建立，所述的电磁继电器的动态特性仿真通过Matlab软件实时调用所述的电磁系统仿真模型与所述的触簧系统仿真模型完成；在步骤三中，所述的修改模型是指：按照试验过程中永磁材料的吸力贮存退化程度修改所述的电磁系统仿真模型中对应永磁材料的材料属性；在步骤四中，当继电器输出特性贮存退化轨迹为非线性时，所述的贮存退化速率是随时间变化的，在实际操作中可以采用平均贮存退化速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：在m个加速应力等级Si,(i＝1,2,…,m)下，对组成继电器电磁系统的永磁材料进行贮存退化试验，从t＝0时刻起，以Δt为时间间隔，在贮存试验中的t＝kΔt,(k＝1,2,…,n)时刻监测永磁材料吸力的贮存退化程度；步骤二：通过有限元仿真软件构建包含继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型；步骤三：通过修改继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型中永磁材料属性的方式，将试验获取的t时刻的永磁材料贮存退化程度注入到继电器动态特性仿真模型中，进行动态特性仿真，获取对应于不同加速应力等级及不同贮存时刻的继电器输出特性仿真贮存退化数据Di(t),(i＝1,2,…,m)；步骤四：基于步骤三所获取的继电器输出特性仿真贮存退化数据，计算所对应的贮存退化速率

【技术特征摘要】
1.一种继电器永磁材料加速贮存退化失效机理变化判别方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：在m个加速应力等级Si,(i＝1,2,…,m)下，对组成继电器电磁系统的永磁材料进行贮存退化试验，从t＝0时刻起，以Δt为时间间隔，在贮存试验中的t＝kΔt,(k＝1,2,…,n)时刻监测永磁材料吸力的贮存退化程度；步骤二：通过有限元仿真软件构建包含继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型；步骤三：通过修改继电器电磁系统和触簧系统的电磁继电器动态特性仿真模型中永磁材料属性的方式，将试验获取的t时刻的永磁材料贮存退化程度注入到继电器动态特性仿真模型中，进行动态特性仿真，获取对应于不同加速应力等级及不同贮存时刻的继电器输出特性仿真贮存退化数据Di(t),(i＝1,2,…,m)；步骤四：基于步骤三所获取的继电器输出特性仿真贮存退化数据，计算所对应的贮存退化速率步骤五：根据加速应力下的失效机理一致判别准则，通过步骤四所得到的继电器贮存退化速率，判断不同加速应力等级下继电器的贮...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雪荣，武旸，王清敏，林义刚，邓杰，翟国富，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23