第3章 低压断路器操作机构应力分析与疲劳寿命评估

低压断路器是低压配电支路的主开关，开断能力以及机械寿命是影响其性能的两个主要因素。低压断路器的机械寿命主要取决于断路器操作机构中零部件的结构形式和加工工艺水平，很多零部件本身的材料和结构具有弹性，部件一方面作绕固定坐标系的运动，另一方面相对自身局部坐标系作弹性变形运动，即部件具有柔性体的特性，会对整个机械系统的运动产生重要影响。在进行运动学分析时如果不考虑柔性体的影响会造成误差，产品的强度有时候也不能够得到保证。目前，低压断路器正在朝着轻型化、高速化的方向发展，轻型化使得部件的柔性进一步加大，高速化使得惯性力也急剧增大。因此，传统的把部件视作刚体的分析已经不能够满足现代设计的要求。这样就需要进行计及部件弹性的弹性动力学分析。另一方面，操作机构需要承受很大的动载荷作用，容易产生疲劳损坏，造成操作机构的机械寿命降低，严重影响断路器的机械可靠性，这就需要进行操作机构的疲劳寿命分析。

本章应用弹性动力学的理论，采用结合多体动力学机械系统仿真软件ADAMS和有限元软件ANSYS的方法对与第2章同型号的框架断路器进行分闸过程仿真，分析了构件在断路器分闸过程中所受随时间变化的动态应力分布；并在此基础上结合各个部件材料的S-N曲线，获得了主要构件的疲劳寿命分布，并根据仿真结果进行了改进设计。