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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明涉及一种基于空气放电强击穿阈值的摩擦起电极限电荷修正方法，包括：基于均匀电场下汤生放电理论的击穿条件，引入倍增系数作为判断自持放电的必要条件，根据帕邢击穿定律的电磁碰撞次数形式，得到电压最小值和常温常压下接触间隙击穿阈值；根据超音速流场下粒子周围流速和传热，并基于空气流速影响下的击穿阈值规律，得到适用于超音速流场的击穿强阈值；根据间隙电场缺乏高阶极化项的问题，以及基于间隙宽度变化对击穿导致的电荷驰豫影响，对极限电荷进行修正。本发明对极限电荷表达式进行了修正，从而可以能够准确预测不同材料和摩擦场景下的极限电荷，并提供更精确的预测结果。

主权项：1.一种基于空气放电强击穿阈值的摩擦起电极限电荷修正方法，其特征在于：所述修正方法包括：步骤一、基于均匀电场下汤生放电理论的击穿条件，引入倍增系数作为判断自持放电的必要条件，根据帕邢击穿定律的电磁碰撞次数形式，得到电压最小值和常温常压下接触间隙击穿阈值；步骤二、根据超音速流场下粒子周围流速和传热，并基于空气流速影响下的击穿阈值规律，得到适用于超音速流场的击穿强阈值；步骤三、根据间隙电场缺乏高阶极化项的问题，以及基于间隙宽度变化对击穿导致的电荷驰豫影响，对极限电荷进行修正；所述步骤一具体包括以下内容：根据汤生放电理论，当放电电场达到临界值时，气体发生击穿，转化为自持放电状态，在均匀电场下，击穿条件为1-γeαd-1＝0，在击穿条件中，根据决定击穿场强的汤生第一电离系数与气压和约化场强的关系得到帕邢击穿定律的击穿电压为其中，γ为汤生第三电离系数，α为汤生第一电离系数，d为极板间距，p为气压，E为约化场强，A、B是和气体成分有关的常数；根据汤生放电理论，得到均匀电场中放电电流为引入倍增系数μ将击穿电压转换为电子碰撞次数形式的表示为并通过微分得到击穿电压的最小值其中，为电子碰撞次数，Vi为电子电离能量临界值，其为pd的函数；根据极板间距和极板间电压与极板间距的关系，得到常温常压下接触间隙击穿场强阈值为所述步骤三具体包括以下内容：由于初始带电或多次接触中带电历史的影响，使得粒子对壁面的镜像产生间隙像电场，形成的电场电势差Ve＝keq，根据镜像原理同时忽略高阶极化项，得到其中进而得到其中，dp为粒径，zc为隧穿间隙；根据Hertz接触假设，认为接触器为平行板圆域，满足间隙均匀电场，则间隙像电场为当粒子局部带电q使得间隙像电场Ee达到击穿阈值Eth时，接触带电区由于空气放电发生电荷驰豫，直至间隙像电场Ee小于击穿阈值Eth，因此，满足像电场为场强击穿阈值的粒子带电即为粒子所能携带的最大电荷，此时，极限电荷为引入修正系数ξε,d进行修正，得到修正后的极限电荷

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