[发明专利]基于驱动能量的机械应力作用下电树枝劣化分析方法

权利要求书

1.基于驱动能量的机械应力作用下电树枝劣化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)计算机械应力与电场联合作用下的聚合物应变能密度W_m和静电能密度W_e的总能量：

式中，σ是机械应力，Y是弹性模量，ε_r是绝缘介质的相对介电常数，E是局部电场强度，其中π是常数，r和l分别是圆柱形电树枝通道的半径和长度；

2)计算未受到机械应力时，电树枝生长所需克服的表面能W_s和塑性形变能W_f：

W_s＝2πrγdl W_f＝πr²aδ_ydl

式中，γ是表面张力，a是几何修正系数，δ_y是屈服应力；

3)计算受到机械应力作用时，塑性形变能W_f’的表达式：

W_f'＝W_f±0.5πr²σedl

式中，e为应变水平，+σ为拉应力，-σ为压应力；

4)得到以机械应力σ为自变量的驱动电树枝生长能量的函数表达式：

式中，D为恒定常量；

5)得到机械应力与聚合物电树枝劣化的作用关系。

2.根据权利要求1所述的基于驱动能量的机械应力作用下电树枝劣化分析方法，其特征在于，随着拉应力+σ的增加，驱动电树枝生长能量增加，促进电树枝的生长。

3.根据权利要求1所述的基于驱动能量的机械应力作用下电树枝劣化分析方法，其特征在于，在压应力-σ增加的情况下，电树枝生长呈现非线性趋势，出现压应力-σ驱动电树枝生长能量最低，其耐电树枝能力最强。

4.根据权利要求1所述的基于驱动能量的机械应力作用下电树枝劣化分析方法，其特征在于，在电场不足以产生电树枝时，增加机械应力，也会促进电树枝的生长。