赖安杰, 李璞, 刘艳敏, 周青华, 张强, 骆孝武, 黄小龙, 熊林冬
目的 研究真空环境中电场、微重力场、局部电荷场以及磨屑颗粒间的弹性碰撞场协同作用下空间导电滑环磨屑颗粒的迁移与堆积行为,为揭示其失效机理及提升在轨服役性能提供理论支撑。方法 基于电场理论和物质输运方程,建立稳态电场磨屑迁移运动仿真模型,并通过磨屑在轨迁移试验对模型进行验证。同时,利用COMSOL平台系统建立多物理场模型,分析不同电压（100~600 V）、微重力（1×10‒4~9×10‒4 m2/s）、带电荷量（100e~600e）对磨屑颗粒迁移路径与堆积分布的影响。结果 磨屑主要向绝缘挡边区域富集,约62.68%的颗粒最终堆积于挡边表面。电压升高显著增强电场驱动力,导致颗粒迁移速度加快,堆积位置发生偏移。在较低微重力环境下,颗粒迁移能力增强,表现出明显上浮趋势,而在较高微重力下堆积集中于挡边下侧。电荷量变化对迁移影响显著,尤其在Q=400e和Q=600e时形成局部高堆积区。结论 电压、微重力与电荷量对磨屑迁移行为具有协同约束作用,在低电压和高微重力的条件下更易形成非均匀堆积区。研究揭示了典型空间环境下磨屑迁移与富集的主导机制,可为导电滑环工况参数优化与在轨可靠性提升提供理论支持。
