基于局部应力应变法的弹簧操动机构关键部件疲劳寿命分析

作者：丁庚鑫; 朱晔; 吴建达; 关天民; 董华军

来源：中国电机工程学报, 2023, 43(20): 8161-8171.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.230213

• 弹簧操动机构
• 冲击动力学
• 局部应力应变法
• 疲劳寿命

针对操动机构关键部件在运行中受到强冲击载荷进而导致疲劳失效的问题，该文提出一种基于局部应力应变法计算冲击疲劳寿命的方法。根据机构特点应用显示动力学LS-DYNA对弹簧操动机构强冲击部位进行数值模拟计算，得到关键部件在强冲击载荷下的应力应变；在此基础上，修正Manson-Coffin公式，结合弹簧操动机构运动特点，建立适合于弹簧操动机构的冲击疲劳寿命计算模型；最后，搭建实验平台验证关键部件冲击载荷计算方法的准确性。结果表明：磙子与合闸锁闩应力集中部分与实际测试过程中零部件的失效区域相同，合闸锁闩的实际所受应力与仿真结果变化趋势相近，相对误差为18.27%；修正后的局部应力应变法得到疲劳寿命为1862次，与实际寿命相差12.3%，满足工程需求。结果对于弹簧操动机构疲劳寿命的计算具有一定参考。

• 单位
  大连交通大学