MSC.Fatigue在电机关键件疲劳寿命分析中的应用

罗慧强

中国北车集团永济电机厂技术开发部

MSC.Fatigue在电机关键件疲劳寿命分析中的应用Application of MSC.Fatigue in fatigue life analysis of the electric machinery key components

罗慧强

(中国北车集团永济电机厂技术开发部)

摘要:本文应用有限元疲劳分析软件MSC.Fatigue对ZD109B直流牵引电机机座进行了疲劳寿命分析，得到机座的工作寿命，简要说明MSC.Fatigue软件在我厂电机关键件疲劳寿命分析中的应用情况。

关键词:有限元静强度交变载荷疲劳寿命

Abstract: Applying MSC.Fatigue，the paper is analyzed the fatigue life of the electric machinery housing ZD109B and got the working life of the electric machinery housing. The situation of the application of MSC.Fatigue in fatigue life analysis of the electric machinery key components in our factory is simply stated

Key words:finite element, static strength, alternating load, fatigue life

1概述

对于承受交变动载荷的机械结构，失效形式主要表现为疲劳破坏。据统计，因交变载荷引起的疲劳断裂事故占机械结构失效总数的95%。因此，从疲劳强度的角度研究结构的可靠性和寿命逐渐引起工程设计人员的重视。

疲劳可靠性理论是建立在试验基础上的一门学科，由于影响结构疲劳性能的参数比较多，各个参数离散性也比较大，因此很长时间以来难以应用于工程实践。但是近年来，随着疲劳理论的不断完善，加之计算机辅助设计技术的日臻成熟，出现了有限元结构疲劳强度研究的方法，并且在发达国家已经广泛地运用于工程实践。疲劳寿命分析在我厂电机转轴、机座、端盖等关键件上得到了初步应用。下面以ZD109B直流牵引电机机座为研究对象，利用美国MSC.Software公司开发的MSC.Fatigue软件，讨论有限元法疲劳寿命分析在工程实践中的运用。

本论文对ZD109B直流牵引电机机座进行疲劳寿命分析时，为保证分析精度，利用美国PTC公司开发的ProE软件、美国MSC.Software公司研发的MSC.Patran和MSC.Nastran软件，建立机座有限元模型，采用试验得到的与该机座材料和焊接工艺相同的结构可靠性疲劳寿命曲线P-S-N曲线，利用古德曼法则把试验应力比下的P-S-N曲线转化为有限元分析应

力比下的P-S-N 曲线，再利用Miner 法则进行疲劳累计损伤计算，借助于MSC.Software 公司的MSC.Fatigue 软件，分析得到该机座的疲劳寿命。

2 理论分析

疲劳寿命分析主要包括三个基本的寿命－预测方法：名义应力－寿命，局部应力和缺陷误差。本文采用名义应力－寿命的分析方法。该分析方法一般假设构件无缺陷。在无缺陷零件中，裂纹通常从自由表面开始，特别是从角和边等应力集中处。在一个固体模型零件中，自由节点处的应力和应变是最重要的。

分析的理论基础是Miner 线性疲劳累积损伤理论：

构件在应力水平S i 作用下，经受n i 次循环的损伤为D i ＝n i /N i 。若在k 个应力水平S i 作用下，各经受n i 次循环，则可定义其总损伤为

)

,...,2,1(D D /k i n

i N i k

i ===

∑∑破坏准则为

/==

∑i i

n D 其中，n i 是在S i 作用下的循环次数，由载荷谱给出；N i 是在S i 作用下循环到破坏的寿命，由S-N 曲线确定。

任何零件的疲劳寿命评估都包括三个步骤：定义材料疲劳特性曲线、定义疲劳载荷谱、分析求解后处理。最重要和最困难的是定义零件的载荷环境，其次，是建立载荷－应变曲线和建立应力－寿命关系曲线。

恒幅载荷作用下的疲劳寿命估算，可直接利用S-N 曲线。变幅载荷谱下的寿命预测，借助于Miner 理论可以解决。随机载荷谱则需要等效转换为变幅或恒幅载荷谱。对有限元模型上的一组载荷和约束的仿真将会估计出零件的服务环境。通过雨流计数法对典型载荷谱段进行统计分析，编制相应的变幅载荷块谱。MSC.Fatigue 提供一种方便的时间－历程数据处理方式，很容易定义出需要的载荷时间历程, 然后使用外部资源综合处理或获取，例如数据获取仪器。

结构静力分析是疲劳寿命分析的基础，疲劳寿命分析可以认为是对结构静力分析的后处理，本文首先利用有限元分析软件MSC.Patran 和MSC.Nastran 对ZD109B 直流牵引电动机机座进行结构静力分析，然后在静力分析的基础上，利用MSC.Fatigue 对结构的疲劳寿命进行分析计算：

3 结构静力分析

3．1 建立分析模型

根据结构特点，取机座、前后端盖为分析对象。由于该机座结构为钢板焊接结构，静力分析时假设焊接质量完好，因此建模时可将各个焊接零件作为一个整体来处理。端盖与机座为过盈配合，因此它们之间也可按整体结构来处理。另外，对分析结果影响较小的圆角、圆孔结构进行简化。

3．2 结构离散模型

采用Tet10单元划分网格，离散模型有133210个单元，213461个节点，离散模型如附图1所示。

附图1

3．3 载荷确定

根据TB1704-86《机车电机实验方法-直流电机》中的有关内容及结构的受力特点，共选择以下几种载荷：

自重—按g ＝9.8 m/s 2计算，作用点为重心，方向垂直向下。电磁转矩—可参照下公式近似计算

n P M N N 41.706793

.0770530

95499549=××==η 式中 P N -额定功率，530kW;

n N -额定转速，770r/min; η-效率，0.93。

作用点在定子铁心与机座的配合面上，方向为圆周方向。

转子的作用力—转子质量900Kg 因振动而产生的惯性力，这些力通过前后端盖作用于

机座上，三个方向的作用力分别为：

垂向：132300N 横向：105840N 前后方向：79380N 单边磁拉力：

000

02Ke e B Dl F d M ==

μδβπδ

，经计算得6662.89N 。定子铁心及线圈对机座的作用力—定子铁心与线圈的质量705Kg 因振动而产生的惯性力，三方向的作用力分别为：

垂向：103635N 径向：82908N 轴向：62181N

作用点在定子冲片与机座的配合面上。

惯性力—机座由于振动而引起的惯性力，根据TB/T 2360-93《铁道机车动力学性能实验鉴定方法及评定标准》中的有关内容，在垂直方向振动加速度为15g ，横向为12g ，前后方向为9g 。

3．4 计算载荷工况

以上载荷组合为两个计算载荷工况工况1：向下振动时所有载荷工况2：向上振动时所有载荷

3．5 约束条件

取机座中心轴线某一点为坐标原点建立直角坐标系，轴线方向为Z 轴，水平方向为Y 轴，垂直向上方向为X 轴正向。对于机座来说，对小吊挂处进行固支，在柱坐标系下，对大吊挂的X 和Z 向位移进行约束。

3．6 材料属性

机座与端盖结构的材料属性如下表1。

表1 各零件材料属性

零件名称材料弹性模量泊松比密度

机座 Q235-A 206Gpa 0.288 7860kg/m3 前端盖后端盖

铸钢ZG230-450

201Gpa 0.286 7850kg/m3

3．7计算结果

机座在两种工况下应力如下表2。

表2 应力结果

最大等效应力

数值位置

工况1 665MPa 靠近小吊挂的支承筋处

工况2 595MPa 靠近小吊挂的支承筋处

应力结果如附图2、附图3所示，机座受力最大的位置在支撑筋与机座的焊接部位。

附图2

附图3

4 疲劳寿命分析

4．1 确定分析对象

在静力分析的基础上，对机座受力最大的焊接部位进行焊接疲劳分析。为减小模型的计算规模，将机座受力较大的焊接部位提取出来，建成一个组Weld，如附图4所示。

附图4

4．2 进行焊接疲劳分析

选择分析类型：S－N

施加焊接材料的疲劳特性曲线（P－S－N）：Class F

施加疲劳载荷：Lug loading

求解分析

结果如附图5所示

附图5

4．3结果分析

经过分析可知，机座受力最大的焊接部位的疲劳寿命是11.9年，说明该机座的疲劳寿命即为11.9年。

5 结束语

本文应用MSC.Fatigue有限元疲劳分析软件对我厂电机产品进行静强度和疲劳寿命分析，说明通过有限元分析得到有效的疲劳寿命预测是可能的，但是为了产生必要的应力和应变结果，需要输入适当的载荷和边界条件。疲劳寿命计算对应力和应变数据的质量特别地敏感。适当的模型处理技术、单元类型和网格精度是保证疲劳分析性质的一个重要功能。有限元模型处理和应力分析被认为是疲劳寿命分析的重要前期活动。

6 参考文献

〔1〕黄少度主编《材料力学》国防工业出版社 2000.8

〔2〕柳春图主编《疲劳与断裂2000》气象出版社 2000.11

〔3〕2002年MSC.Software中国用户论文集.

〔4〕刘文珽郑旻仲费斌军等著《概率断裂力学与概率损伤容限/耐久性》

北京航空航天大学出版社 1999.11

电机的寿命和可靠性

电机的寿命和可靠性标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

电机的寿命和可靠性绝缘——影响寿命和可靠性的关键因素在国民经济和社会生活领域里，电机已经得到了越来越广泛的应用，电机的寿命及使用可靠性也越来越被人们所关注。在正常使用的条件下，电机的寿命一般定义为10——15年。传统的观念认为，影响电机寿命的主要因素是绝缘的老化，因此绝缘结构的确定、绝缘材料的选用，就成为电机设计制造的首要任务之一。绝缘系统的选择主要取决于电机的电压等级和耐温要求，而同一等级使用哪一种绝缘材料，则要综合考虑其耐温要求，机械性能，电气性能及使用工艺性能等因素后最终选定。电机对地绝缘（亦称主绝缘）的等级决定了电机的绝缘等级，一台电机上可以按不同部位的发热状况和使用要求，来选用不同等级的绝缘材料，而不必规定一台电机上所有的部位必须选用同一等级的绝缘材料。微电机常用电气绝缘材料的耐热等级和允许的极限使用温度见下表：表1

电机各导电部件由于电位不同，因此须用绝缘材料将其分隔开。按使用部位及功能的不同，常分为以下几种： 1、对地绝缘：指电机带电部位与接地部位（如铁芯、机壳、轴等）之间隔开所用的绝缘，为环氧粉沫涂敷，DMD纤维纸，聚酯薄膜纸，尼龙一体成型槽绝缘等。 2、匝间绝缘：指一个多匝绕成的线圈，电位不同相邻匝间的绝缘，微电机中一般是漆包线本身的外包漆作为匝间绝缘。 3、层间绝缘：指电枢线圈在槽内或端部上下层之间分隔开所用的绝缘，微电机中常用漆包线本身的外包漆作为层间绝缘。 4、相间绝缘：指放置于同一部位的电位不等的几种线圈之间隔离所用的绝缘，如交流电机不同相（A、B、C相）之间，不同激磁方式直流电机的激磁绕组（串激、复激、他激）及不同转速档（高速、中速、低速）各激磁线圈之间所用的绝缘。

疲劳分析方法

疲劳寿命分析方法摘要：本文简单介绍了在结构件疲劳寿命分析方法方面国内外的发展状况,重点讲解了结构件寿命疲劳分析方法中的名义应力法、局部应力应变法、应力应变场强度法四大方法的估算原理。疲劳是一个既古老又年轻的研究分支，自Wohler将疲劳纳入科学研究的范畴至今，疲劳研究仍有方兴未艾之势，材料疲劳的真正机理与对其的科学描述尚未得到很好的解决。疲劳寿命分析方法是疲分研究的主要内容之一，从疲劳研究史可以看到疲劳寿命分析方法的研究伴随着整个历史。金属疲劳的最初研究是一位德国矿业工程帅风W.A.J.A1bert在1829年前后完成的。他对用铁制作的矿山升降机链条进行了反复加载试验，以校验其可靠性。1843年，英国铁路工程师W.J.M.Rankine对疲劳断裂的不同特征有了认识，并注意到机器部件存在应力集中的危险性。1852年-1869年期间，Wohler对疲劳破坏进行了系统的研究。他发现由钢制作的车轴在循环载荷作用下，其强度人大低于它们的静载强度，提出利用S-N 曲线来描述疲劳行为的方法，并是提出了疲劳“耐久极限”这个概念。1874年，德国工程师H.Gerber开始研究疲劳设计方法，提出了考虑平均应力影响的疲劳寿命计算方法。Goodman讨论了类似的问题。1910年，O.H.Basquin提出了描述金属S-N曲线的经验规律，指出：应力对疲劳循环数的双对数图在很大的应力范围内表现为线性关系。Bairstow通过多级循环试验和测量滞后回线，给出了有关形变滞后的研究结果，并指出形变滞后与疲劳破坏的关系。1929年B.P.Haigh研究缺口敏感性。1937年H.Neuber指出缺口根部区域内的平均应力比峰值应力更能代表受载的严重程度。1945年M.A.Miner 在J.V.Palmgren工作的基础上提出疲劳线性累积损伤理论。L.F.Coffin和S.S.Manson各自独立提出了塑性应变幅和疲劳寿命之间的经验关系，即Coffin—Manson公式，随后形成了局部应力应变法。中国在疲劳寿命的分析方面起步比较晚，但也取得了一些成果。浙江大学的彭禹，郝志勇针对运动机构部件多轴疲劳载荷历程提取以及在真实工作环境下的疲劳寿命等问题，以发动机曲轴部件为例，提出了一种以有限元方法，动力学仿真分析以及疲劳分

电机的寿命和可靠性

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1、 P N =0.1047n N T N 其中：P N ——额定功率（瓦） T N ——额定转矩（牛·米） n N ——额定转速（转/分） 2、N n N P aE N N ???=Φ81060 3、4 5、P l =U N I N 其中：P l ——电机输入功率（瓦） 6、l P P ∑-=1η 其中：∑P ——电机总损耗（瓦）

电机的主要发热和磁路参数有定子电流密度，转子电流密度，电枢线负载，电枢发热因素，每极磁通量，气隙磁通密度，电枢齿部磁通密度等。 7、321016.0-?=a a i N l D AB T δα 其中 i α——电机计算极弧系数 δB ——气隙磁通密度（高斯） l D 1、换向器精车：换向器是一个高速运转的部件，其工作面与电刷滑动接触并传送电能，因此要求其工作面必须是一个稳定的圆柱体，径向跳动小于等于0.01，不得有凹片和凸片，表面光洁度要达到Ra0.8以下（相当于原87~??）换向器精车必须使用高精度的车床，床身和传动机构牢固、可靠、且应避免默默振动的影响。切屑量、切屑速度和走刀量要选取合理。金刚石车刀由于硬度高、耐

电动机试验报告

设备名称；#3炉一次风机试验性质预试试验日期：2009 年03月11 日铭牌：气温：12 ℃ 一、直流电阻测州量：（单位：mΩ）二、绝缘电阻及吸收比测量：（单位：MΩ）结论：合格审批：审核：整理：刘霞试验人员：刘霞、李爱云、张剑荣、朱文凡、任国东

设备名称；#3炉二次风机试验性质预试试验日期：2009 年03月11 日铭牌：气温：12 ℃ 一、直流电阻测州量：（单位：mΩ）二、绝缘电阻及吸收比测量：（单位：MΩ）四、交流耐压：结论：合格审批：审核：整理：刘霞试验人员：刘霞、李爱云、张剑荣、朱文凡、任国东

设备名称；#3炉引风机A试验性质预试试验日期：2009 年03月11 日铭牌：气温：12 ℃ 一、直流电阻测州量：（单位：mΩ）二、绝缘电阻及吸收比测量：（单位：MΩ）结论：合格审批：审核：整理：刘霞试验人员：刘霞、李爱云、张剑荣、朱文凡、任国东

设备名称；#3炉引风机B试验性质预试试验日期：2009 年03月11 日铭牌：气温：12 ℃ 一、直流电阻测州量：（单位：mΩ）二、绝缘电阻及吸收比测量：（单位：MΩ）结论：合格审批：审核：整理：刘霞试验人员：刘霞、李爱云、张剑荣、朱文凡、任国东

设备名称；#1机电动给水泵A试验性质预试试验日期：2009 年04月14 日铭牌：气温：12 ℃ 一、直流电阻测州量：（单位：mΩ）二、绝缘电阻及吸收比测量：（单位：GΩ）结论：合格审批：审核：整理：刘霞试验人员：刘霞、李爱云、任国东

设备名称；#1机电动给水泵B试验性质预试试验日期：2009 年04月14 日铭牌：气温：12 ℃ 一、直流电阻测州量：（单位：mΩ）二、绝缘电阻及吸收比测量：（单位：GΩ）结论：合格审批：审核：整理：刘霞试验人员：刘霞、李爱云、任国东

电机行业国内外研究现状与发展趋势

WORD格式电机行业国内外研究现状及发展趋势 1、现状国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平，但相当部分的产品可靠性差，重量重，体积大和噪声大，综合水平只相当于80年代初期国际水平，其主要原因是制造工艺落后，关键材料的质量和品种不能满足要求，科研和设计工作没有跟上，科研投入少，新产品开发资金匮乏，企业技术创新能力较弱。 2、电机行业发展趋势新型、特种电机仍将是与新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法联系最密切；发展最活跃；也最富想象力的学科分支，并将进一步深入渗透到人类生产和生活的所有领域之中。随着人类生活品质的不断提升，绿色电机的概念已经提出并被人们所接受。虽然这个概念目前还是抽象的，但从环保角度看，低震动；低噪声；无电磁干扰；有再生利用能力以及高效率；高可靠性是一些最起码的要求，这对电机的设计制造和运行控制，尤其是原理；结构；材料；工艺等，无疑是一种新的挑战。此外，随着工业自动化的不断发展，智能化电机或智能化电力传动的概念也被越来越多的人们所认可。这种智能化包含两个方面的内容：其一是系统所具有的控制能力和学习能力，另一方面就是电机的容错运行能力，既要求研制所谓容错型电机。容错型电机的定义还不太确切，其基本要求就是以安全为前提，允许电机在故障和误操作情况下的容错运行，直至故障消除或系统自动控制恢复。这对于传统的电机运行观念，无疑也是一个严峻的挑战。需要特别强调的是，近代科学技术，特别是计算机技术对电机学科的影响是巨大的，意义是深远的。电机的传统内涵已经发生着极大的变化，研究内容拓宽了，研究方法改进了，研究手段也丰富了。新的观念在形成，新的交叉学科在产生，老学科确实重新焕发了出了生机和魅力。近年来，围绕带电机以及其系统的各类控制设备和计算机应用软件的研制方兴未艾，并已构成电机学科新的发展方向。电机与电力电子技术的结合使得现代电力传动系统的分析必须将电机与系统以及电力电子装置揉成一个整体，由此可形成所谓的“电子电机学”。传统电机学以路（电路；磁路；热路；风路）；集中参数；均质等温体，刚体等概念分析处理电机，视电机为系统中的一个元件，若可将之称为“宏观电机学”的话，那么，从综合物理场的角度；用计算机手段分析处理电机的理论和方法体系就可以称之为“微观电机学”。此外，在我国，“电力电子与电力传动”已经发展称为一门学科。专业资料整理

电机的寿命和可靠性

基于实测载荷谱的白车身疲劳寿命计算

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基于实测载荷谱的白车身疲劳寿命计算朱涛1 林晓斌2 1上海山外山机电工程科技有限公司 2英国恩科(nCode)国际有限公司上海代表处摘要：汽车白车身疲劳分析由于缺乏真实载荷谱的输入而显得没有说服力，计算分析的结果往往与试车场或用户使用时发生的失效没有关联，这样导致了虚拟疲劳分析的强大作用无法发挥。本文通过六分力轮测试系统实测了某型乘用车在试车场的载荷谱数据，以此作为输入，并综合了多种CAE手段，包括有限元网格划分、有限元分析、多体动力学分析和疲劳分析，对该乘用车的白车身在实测载荷谱作用下的疲劳寿命分布进行了计算分析，获得了有价值的结果。同时给出了更符合真实工况的试验与虚拟相结合的白车身一体化疲劳分析流程。关键词：白车身，虚拟疲劳分析，道路载荷谱，有限元网格划分，有限元分析，多体动力学分析 1 前言汽车结构疲劳的话题在当前各大整车制造企业越来越受到重视，几乎每种新开发的车型都需要考察其疲劳耐久性能。以前传统的方法，汽车企业对于新车型疲劳寿命的评估都是利用实车在各道路试车场进行路试[1]，该方式虽然是最直接且最准确的，但测试时间却十分冗长且耗费人力与经费甚巨，即使发现了问题往往也很难去修改。近年来计算机软硬件的迅速发展，计算机辅助工程（CAE）分析技术在静态、碰撞、振动噪音等领域均有了相当不错的应用成果，但疲劳耐久性分析需要综合有限元应力分析和动力学载荷分析等专业技术，仍需花费非常大的计算量，且计算的准确性由于没有真实的道路载荷谱（RLD）作为计算输入而缺乏说服力。本文针对上述问题，基于在国内汽车企业已经开始成熟运用的六分力轮测试技术实测获得的某乘用车在试车场的道路载荷谱数据[2]，以此作为输入，驱动建立好的整车多刚体动力学仿真模型，获取作用在白车身各连接点上的载荷谱，同时对白车身进行有限元应力场分析。综合上述结果，调用相应的疲劳损伤模型对白车身的疲劳寿命进行了计算，从而建立起一套较为可行的更符合真实工况的车辆疲劳寿命分析技术流程。

温度应力以电动机可靠性及寿命的影响

温度应力对电动机可靠性及寿命的影响（浙大陈敏祥） (2012-07-23 20:28:32) 转载▼ 分类：电机技术标签：电机可靠性失效 1.1 温度对电机绝缘的影响电机在整个寿命期内，通常可分为3个阶段：第一阶段为磨合阶段。即早期失效阶段，失效率随时间迅速下降，这一阶段通常在出厂前的试验中被剔除；第二阶段为偶然失效期，失效率基本不变，是最重要的阶段，这一阶段的可靠性是电机制造商和用户最关心的；第三阶段，电机使用到一定程度后，由于轴承磨损、绝缘和电子元件的老化，其失效率随时间迅速上升。温度对电机绝缘寿命有显著影响，高温将加快绝缘材料的物理变化和化学反应速度，促进绝缘老化，温度对绝缘寿命的影响很大。通过大量的研究，曾经得出了A级绝缘的8度规律，B级绝缘的10度规律，H级绝缘的18度规律，即对于A、B、H级绝缘，温度每升高8、

10、18度，绝缘的寿命将降低一半 1.2 温度对轴承寿命的影响俄罗斯专家认为轴承径向力增加一倍，寿命降低10倍，而精度降低一级，寿命降低一倍。有关轴承手册也给出了轴承寿命计算公式：

上式只考虑了轴承的疲劳寿命，事实上，轴承寿命还与温度密切相关。温度升高将使轴承性能恶化，油脂流失，振动和噪音增大，加速了轴承磨损和材料退化，轴承寿命明显缩短。因此，在设计电机时，应根据电机工作的环境温度、用户对电机寿命的要求，选用合适的轴承，限制轴承的极限运行温度。对于一些重要场合，需安装轴承温升检测装置，以保证轴承长期可靠工作。结束语绕组绝缘、轴承和驱动控制元件的失效是电动机的主要失效模式，温度是影响电动机可靠性和寿命的主要因素。了解温度对绕组绝缘、轴承和驱动控制元件可靠性及寿命的影响，是制定电动机可靠性及加速寿命试验方案的基础，也是电动机可靠性设计的依据，具有重要的意义。电机的寿命一般在 15 年至 20 年，电机的寿命长短大体上取决于使用者的保养 ,使用环境的好坏,及电机在使用中受到的电,磁,热,振动等因素. 具体的电机应具体的分析 , 例如,像通用有刷小功率类微特电机,其寿命就主要取决于换向器, 轴承 ,电刷的长短,它们的寿命终结后 ,无法更换; 对直流电机,永磁直流电机等中小功率的电机(大功率除外,不谈),它们的寿民就取决于整流子和绕组的绝缘寿命 ,轴承的损坏和电刷磨光可以更换,甚至于永磁材料退磁后可进行再冲磁, 这就延长了电机的寿命 ,比买新电机要便宜多了; 对单多相的异步 ,同步电机的寿命,主要取决于电机在使用中所受到电,磁,热,振动,环境条

电机公司检验报告

报告编号：WNY10-034.2 Reference №：检验报告 Test Report 产品名称： Name of products ：型号： Type ：委托方： Client ：检验类别 Kind of test 上海电机系统节能工程技术研究中心三相异步电动机 YE2-200L1-6 18.5kW 上海电器科学研究所（集团）有限公司

批准审核编制

检验报告上海电机系统节能工程技术研究中心检验报告

声明 STATEMENT 1．本报告（包括复制件）未加盖印章一律无效。 The test report (including its copy) without the seal shall be considered as invalid. 2．本报告未经本实验室书面批准，不得部分复制，除非全部复制。 The test report shall not be reproduced except in full, without written approval of the laboratory. 3．本报告无编制、审核、批准人签字无效。 The test report without the signature of the preparing person, review person and approval person shall be considered as invalid. 4．本报告涂改无效。 Any corrections made on any parts of this test report shall be considered as invalid. 5．检测结果只与委托检测的委托方送样样品有关。 This result is only related to the samples delivered. 检验单位：上海电机系统节能工程技术研究中心地址：上海武宁路505号邮编：200063 电话：传真：银行开户名：招商银行上海分行曹家渡支行银行帐号： 1.0 目的规范电机检验作业，确保电机各项性能以质量达到标准要求，杜绝不合格产品进仓、出厂。 1.1 总装好的电动机要进行试验，主要验证电动机性能是否符合有关标准和技术条件的要求；设计和制造上是否存在影响运行的各种缺陷；另外，通过对试验结果的分析，从中找出改进设计和工艺、提高产品质量的途径。 2.0 范围适用于公司的电机检验作业。 3.0 定义/参考 3.1 《过程和产品的测量和控制程序》 3.2 《不合格品控制程序》 4.0 作业流程

整车-20_车身疲劳分析规范V1.0版

车身疲劳分析规范编号：LP-RD-RF-0020 文件密级：机密车身疲劳分析规范 V1.0 编制：日期：编制日期审核/会签日期批准日期

车身疲劳分析规范修订页编制/修订原因说明：首次编制原章节号现章节号修订内容说明备注编制/修订部门/人参加评审部门/人修订记录：版本号提出部门/人修订人审核人批准人实施日期备注

目录 1 简介 (2) 1.1 分析背景和目的 (2) 1.2 软硬件需求 (2) 1.3 分析数据参数需求 (2) 2 模型前处理 (2) 2.1 模型处理 (2) 2.2 约束及加载方式 (3) 3 有限元分析步骤 (3) 3.1 Nastran 静力分析模块 (3) 3.2 NCODE DesignLife 疲劳分析模块 (4) 4 分析结果后处理 (10) 5 结果评价 (11)

车身疲劳分析规范 1 简介 1.1 分析背景和目的车身在路试过程中及售后反馈中80%以上的开裂问题为疲劳破坏，车身的疲劳性能是车身质量的重要体现，有必要对车身进行疲劳分析。目前比较通用的疲劳分析方法是准静态法。 1.2 软硬件需求软件前处理HyperMesh – Nastran模块求解器Nastran Solution 101，nCode DesignLife 后处理HyperView 硬件前、后处理：HP或DELL工作站；求解：HP服务器、HP或DELL工作站。 1.3 分析数据参数需求所需模型为简化的TB模型，（白车身及各质量点配重） 2 模型前处理 2.1 模型处理 1）导入简化的TB模型，详细建模细则参考《CAE分析共用模型建模指南》,所有搭载在白车身上的零件均需配重； 2）将各接附点重新编号，编号细则参考《整车疲劳分析连接点编号规范》；图2.1 简化的TB模型

浅谈可靠性加速寿命试验

浅谈可靠性加速寿命试验加速寿命试验是可靠性试验中的一项重要的试验方法。采取加速寿命试验的作用在于加快试验进程，为预测系统或设备的可靠度提供重要的依据。可靠性试验的方法和试验的规模由试验的对象及要求来决定。对于系统、设备及元器件，各自采用的试验方法是不同的。对于整机，通过试验剔除对系统有影响的不可靠元器件；对于机械零部件侧重于疲劳寿命试验；而对于电子元器件则主要进行寿命试验。产品或系统的可靠度，应该按最终使用条件评价。所以，寿命试验应该按实际的使用条件与实际的环境条件（应力）来进行。但由于时间上，经济上的考虑，总希望以较少的试验费用，早一些取得满意的结果。为此，所采用的手段之一，是通过提高环境应力（如温度）与工作应力（施加给产品的电压、负荷等），来加快试验进程，缩短产品或系统的寿命试验时间。这种为缩短试验时间而按严苛条件（应力）进行的加速寿命试验与强制老化试验，实际上大同小异。都是以严苛的条件，加速产品质量特性的老化、促进产品寿命缩短的试验。例如，开关与继电器之类的产品，是按工作次数来计测寿命的，为加速试验，可用更高速度进行接通与断开试验，以检测产品的可靠性寿命。加速寿命试验与产品例行试验（例如，一般强度和变形的性能测定）是不同的。例行试验的目的，只是保证产品进出厂验收前，其各种性能参数是否符合一定的标准，而没有测定产品在规定时间内的失效率。从而不能对产品的可靠性提出任何保证。而加速寿命试验，是对产品在规定的使用时间内符合一定的可靠性指标提出保证。同时，加速寿命试验也是产品可靠性预测和检验的基础。加速寿命试验比产品的例行试验时间要长。因为，时间短促难以取得足以说明可靠度水平的数据。在试验数据的处理上，例行试验由于它仅是性能的通过试验，所以数据处理简单，而加速寿命因为它要对某一批产品的可靠性进行推断，所以要采用严格的数据统计方法，以便得出较为可靠的结论。采取加速寿命试验的作用在于：通过严苛条件试验，可以确定产品、零部件的安全裕度，剔除与筛选可靠度低的零件；在严苛条件下观察到的寿命值（或故障率），同正常条件下的寿命值之间，有一定的规律性，利用此种规律性，可以预测正常条件下的寿命值。因为加速寿命试验是选择严苛条件下的试验，与系统或设备的正常使用条件有很大的差异，因此，在进行加速寿命试验时，应注意如下几个方面的要求，以便对系统或设备做出正确的评价。（1）所选条件与正常条件比，加速试验不应改变故障的基本模式与机理，或者改变它们的相对优势。根据系统和设备的最终用途来确定和选定加速寿命试验的规模、时间、条件，并根据加速寿命试验的目的和要求确定试验参数。如试验时间、故障率λ（t）、平

车辆疲劳耐久性分析及其优化技术研究_赵成刚

Science and Technology & Innovation ┃科技与创新 ?17? 文章编号：2095－6835（2015）06－0017－02 车辆疲劳耐久性分析及其优化技术研究赵成刚1，屈凡2 （1.中国汽车技术研究中心汽车工程研究院，天津 300300； 2.天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心，天津 300300）摘要：车辆在人们的生活、生产中占据的地位日益重要，其在运行过程中会受到各种因素的影响，进而降低了其使用效率和服务年限，因此，必须做好车辆零部件的维护管理工作。就车辆运行的实际情况看，大部分关键零部件的失效都是因疲劳使用而导致的，疲劳耐久性是衡量车辆产品性能的主要指标之一，在很大程度上代表了车辆的安全性、经济性和可靠性现状。对车辆的耐久性进行了分析，并提出了相应的优化措施。关键词：疲劳耐久性；优化措施；循环荷载；EIFS 分布中图分类号：U467 文献标识码：A DOI ：10.15913/https://www.360docs.net/doc/f615074999.html,ki.kjycx.2015.06.017 现代车辆的结构逐渐向高速化和载重化的方向发展，为了保证车辆运行的安全性和稳定性，就要对车辆结构和各零部件有更为严格的要求。疲劳耐久性是衡量车辆零部件和结构性能的主要指标之一，可直接反映车辆的运行状态。但就车辆疲劳耐久性研究的现状来看，还存在一定的不足。因此，为了提高对车辆疲劳耐久性研究的效果，需要对现存的不足进行分析，并选择有效的优化措施，争取不断提高车辆的运行效率。 1 车辆耐久性疲劳分析耐久性即产品在规定使用和维修的条件下，达到极限状态前完成规定功能的能力，从本质上看，即产品在达到服务年限前，可维持正常状态的时间。对于车辆而言，经常会将汽车或零部件可以行驶一定里程而不发生故障作为衡量车辆耐久性的重要指标。但在车辆长时间运行的过程中，各零部件和构件会受到循环荷载的影响，造成结构部分发生永久性结构变化，并在多次循环后形成裂纹或断裂，这种情况称为耐久性疲劳。一旦车辆结构或零部件出现耐久性疲劳，则直接影响车辆运行的稳定性和安全性。对于车辆的耐久性疲劳而言，其产生的主要原因是循环荷载作用，与疲劳损坏还有一定的距离，且一旦发生疲劳断裂，则会导致车辆结构产生宏观塑性变形。 2 车辆耐久性分析方法 2.1 分析对象车辆耐久性分析的对象为疲劳寿命与强度有重要联系的重要零部件，并基于结构损伤度和可靠度进行详细分析，最终判断其使用寿命。在对车辆进行耐久性分析时，可将整个车辆机械结构或一部分作为研究对象，比如圆角、紧固孔和焊接件等，尤其是应力水平高且应力水平集中的部位。 2.2 材料参数材料参数的分析对象包括断裂韧性、EIFS 分布和表面粗糙系数等。在研究时，基本上以概率断裂力学为基础，并通过试验的手段得到相应数据。其中，对于普通材料而言，可直接在相应的数据库中搜寻相应的参数信息，比如尺寸系数、断裂韧性和表面粗糙度系数等。 2.3 使用期断裂纹扩展控制曲线对于给定应力区，随着时间t 的变化，对细节描述的当量缺陷尺寸也会发生变化，且车辆的应力区不同，裂纹的扩展率也不同。在对车辆耐久性进行分析时，为了提高预测裂纹超越数概率的可靠性，可以结合使用期裂纹扩展控制曲线与EIFS 分布，导出EIFS 控制曲线所用的裂纹扩展方式形式一致，则使用期裂纹扩展率为： d a /dN =Q i a . （1）式（1）中：a 为裂纹长度；N 为应力循环次数；Q i a 为使用期裂纹扩展率。控制曲线为： y Ti （t ）=a r exp （－Q i t ）. （2）式（2）中：y Ti 为当量初始缺陷尺寸；a r 为试验常数；Q i 为裂纹扩展参数。 2.4 裂纹超越数给定应力区i 裂纹超越数即在指定时间t 内该应力区i 结构细节群中裂纹尺寸超过a r 的细节数量，用N （i ，t ）表示，并作为一个离散型随机变量，且会随着时间t 的变化而变化。假设应力区每个细节相对小裂纹尺寸扩展相互独立，则每个细节在时间t 时，裂纹尺寸可达到a r 的概率为p （i ，t ）。如果确定应力区i 中所含细节数为N i ，则在时间t 时的裂纹尺寸超过a r 的细节数为N ’（i ，t ），服从参数为N i 与p （i ，t ）二项式分布，则平均裂纹超越数为： N ’（i ，t ）=N i p （i ，t ）. （3）式（3）中：N ’（i ，t ）为时间t 内裂纹尺寸超过a r 的细节数；N i p （i ，t ）为平均裂纹超越数。标准差为： σN （i ，t ）={N i p （i ，t ）［1－p （i ，t ）］}1/2. （4）在对车辆耐久性进行分析时，则其结构指定细节群会包含多个应力区，可用L （t ）表示结构细节群中裂纹尺寸超过a r 的细节数量，且会随着时间t 的变化而变化。如果每个应力区的细节数N 都比较大时，N （i ，t ）所对应的二项式分布依据中心极限定理趋近于数学期望N ’（i ，t ）和方差σN 2（i ，t ）正态分布，则近似有N （i ，t ）～N ［N ’（i ，t ），σN 2（i ，t ）］，则细节群裂纹超越数为： ∑==m i t i N t L 1），（）（. （5）式（5）中：L （t ）为正态变量。则细节群平均裂纹超越L t （）和标准差σL （i ）表示为： 1m i t N t ==∑，）. （6） 12 2 1 []m i i i t σσ==∑L N （）（，）. （7） 3 基于CAE 技术的车辆疲劳耐久性分析 3.1 建立多体动力学模型建立多体动力学模型时，应利用整车和零部件参数建立总成系统，以完成运动学个动力学虚拟实验，主要包括汽车操纵的稳定性、安全性和平顺性等性能的精确模拟和计算。整个ADAMS/CAR 建模过程为自下而上，逐次完成各个模板的建立，再由相应的模板生成子系统，最终由每个子系统组装成整个车的模型。其中，子系统是以模板为基础建立的，由多个零件组合而成，主要包括设计参数、模板文件和引用属性文件等多方面的说明。整车建模需要对部分零部件进行简化处理，比如将车身看作为刚体，利用车身质心位置处的质量点建模。（下转第20页）

细解Ansys疲劳寿命分析

细解Ansys疲劳寿命分析 2013-08-29 17:16 by:有限元来源:广州有道有限元 ANSYS Workbench 疲劳分析本章将介绍疲劳模块拓展功能的使用: –使用者要先学习第4章线性静态结构分析. ?在这部分中将包括以下内容: –疲劳概述 –恒定振幅下的通用疲劳程序，比例载荷情况 –变振幅下的疲劳程序,比例载荷情况 –恒定振幅下的疲劳程序，非比例载荷情况 ?上述功能适用于ANSYS DesignSpacelicenses和附带疲劳模块的更高级的licenses. A. 疲劳概述 ?结构失效的一个常见原因是疲劳,其造成破坏与重复加载有关 ?疲劳通常分为两类: –高周疲劳是当载荷的循环（重复）次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的. 因此，应力通常比材料的极限强度低. 应力疲劳（Stress-based）用于高周疲劳. –低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。塑性变形常常伴随低周疲劳，其阐明了短疲劳寿命。一般认为应变疲劳（strain-based）应该用于低周疲劳计算. ?在设计仿真中, 疲劳模块拓展程序（Fatigue Module add-on）采用的是基于应力疲劳（stress-based）理论，它适用于高周疲劳. 接下来，我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论. …恒定振幅载荷 ?在前面曾提到, 疲劳是由于重复加载引起: –当最大和最小的应力水平恒定时, 称为恒定振幅载荷. 我们将针对这种最简单的形式，首先进行讨论. –否则，则称为变化振幅或非恒定振幅载荷

…成比例载荷 ?载荷可以是比例载荷, 也可以非比例载荷:–比例载荷, 是指主应力的比例是恒定的,并且主应力的削减不随时间变化. 这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算.–相反, 非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系,典型情况包括:?在两个不同载荷工况间的交替变化?交变载荷叠加在静载荷上?非线性边界条件

电机温升测试

电机温升试验电机中绝缘材料的寿命与运行温度有密切的关系，为保证电机安全、合理的使用，需要监视与测量电机绕组、铁心等其他部分的温度。按国家标准规定，不通绝缘等级的电机绕组有不同的允许温升，如下表所示若超过规定值,如对B级绝缘的电机，温升每增加10度，电机的寿命将降低一半。因此电机的温升试验，准确的测取个部件的温度，对改进电机的设计和制造工艺，提高电机的质量是非常重要的对电机绕组和其他各部分的温度测量，目前虽已采用不少先进技术，仍可归纳为电阻法、温度计法、埋置检温计法三种基本方法。一、电阻法在一定的温度范围内，电机绕组的电阻值将随着温度的上升而相应的增加，而且其阻值与温度之间存在着一定的函数关系。根据这一原理，可以通过测定电机绕组的电阻来确定其温度，故称电阻测量法。当绕组温度在-50~150度范围时，其温升有下式确定

Δθ=(R f-R0)(k+θ0)/R0+θ0-θf 式中R0、θ0分别为绕组的实际冷态电阻和环境温度；R f、θf分别为绕组热态式电阻和环境温度；k为常数，对铜绕组为235，对铝绕组225 如果不能采用带电测量装置，可采用较先进的快捷、准确、数字显示的各种毫欧表或微欧计等直流电阻测量仪。其基本工作原理是采用高准确度、高稳定度的恒流电源所产生的直流电流通到被测电阻上，则电阻两端的电压降将严格的按照电阻值变化二、温度计法对电机中不能采用电阻法测量的部位，如定子铁心，轴承及冷却介质等，可采用温度计法来测量。温度计法是用温度计贴附在可接触的表面来测量温度，所测得的温度是被测点的表面温度。为了减小误差，从被测点到温度计的热传导尽可能的良好，将温度计球面部分用绝热材料覆盖，以免周围冷却介质的影响。温度计除包括水银、酒精等膨胀式温度计外，也包括半导体温度计及非埋置的热电耦或电阻温度计。在电机中存在交变磁场的部分，不可采用水银温度计，因为交变磁场在水银中产生涡流会发热，以致影响测量的准确性。三、埋置检温计法埋置检温计法是讲电阻检温计、热电耦或半导体热敏元件埋植于电机内部不能触及的部位，如定子绕组的槽部和铁心内等，经连接导线引到电机外的二次仪表，从而测定温度值。在测量时应控制测量

某商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计

某商用车白车身结构疲劳寿命分析与优化设计李明1李源2陈斌3 （1湖南工业大学机械工程学院，湖南株洲，412008；2国防科学技术大学指挥军官基础教育学院，湖南长沙，410072；3 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙，410082）摘要：本文基于应力分析结果，采用有效的疲劳寿命预估方法，利用专业耐久性疲劳寿命分析系统MSC．Fatigue对该型商用车白车身进行S-N全寿命分析，得其疲劳寿命分布与危险点的寿命值。采用结构优化、合理选材等方法，提高白车身结构的疲劳寿命。关键词：白车身；有限元；静态分析；疲劳寿命分析；优化 Body-in-white Fatigue Analysis and Optimization Design of the Commercial Vehicle LI Ming1, LI Yuan2, CHEN Bin3 （1 School of Mechanical Engineering , Hunan University of Technology, Zhuzhou, Hunan 412008, China; 2 College of Basic Education for Officers, National University of Defense Technology, Changsha, Hunan 410072, China；3 State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacture for Vehicle Body, Hunan University, Changsha, Hunan 410082,China） Abstract:Based on the results of stress analysis, this paper took the effective way of the fatigue life estimating, used the professional durability fatigue life analysis system MSC. Fatigue, and the S-N life-cycle analysis of the certain type of commercial vehicle body-in-white finite element model, got the distribution of fatigue life and the fatigue life value of the danger points. Finally, by the structural optimization and material selection, writer improved the fatigue life of white body structure. Keywords: B ody-in-white structure, FEM, Static analysis, Fatigue lifetime analysis; Optimization 0 前言在车身结构疲劳领域的国内研究中，1994年，江苏理工大学陈龙在建立了车辆驾驶室疲劳强度计算的力学和数学模型基础上，提出了车辆驾驶室疲劳强度研究方法[1]。2001 年，清华大学孙凌玉[2]等首次计算机模拟了汽车随机振动过程。2002年，上海汇众汽车制造有限公司王成龙[3]等应用FATIGUE 软件的分析，结合疲劳台架试验，探讨了疲劳强度理论在汽车产品零部件疲劳寿命计算中的应用，提出了提高零部件疲劳强度的方法。2004年，同济大学汽车学院靳晓雄[4]等人提到进行零部件疲劳寿命预估，

可靠性试卷

可靠性试题及答案 1. 某型号电视机有1000个焊点,工作1000小时后,检查100台电视机发现2点脱焊,试问焊点的失效率多少? 解:100台电视机的总焊点有 1001000105 ?= 一个焊点相当一个产品,若取 ?t =1000 小时,按定义: λ∧ =-()[()]t n t N n t ?? λ∧=-=?()[]02 10001002105 8/小时=20 菲特 2. 比较二个相同部件组成的系统在任务时间24小时的可靠性，已知部件的/.010=λ小时 ①并联系统. ②串联系统. 解：单个部件在任务时间24小时的可靠性： 786602424010.)(.===?--e e R t λ ① 并联系统：954407866011241124221.).())(()(=--=--=R R ② 串联系统：61870786602424222..)()(===R R 3. 一种设备的寿命服从参数为λ的指数分布,假如其平均寿命为3700小时,试求其连续工作300小时的可靠度和要达到R *=0.9的可靠寿命是多少? 解: 92210300081103700 300.)(.===--e e R 83893700 11054 090./.ln * .== -= λ R T 4. 抽五个产品进行定时截尾的可靠性寿命试验,截尾时间定为100小时,已知在试验期间产品试验结果如下：t 150=小时,和t 270=小时产品失效,t 330=小时有一产品停止试验，计算该产品的点平均寿命值?. 解:总试验时间 350100)35(307050=?-+++=n T 小时点平均寿命 MTTF= 1752 350 =小时 5. 试计算指数分布时，工作时间为平均寿命的1/5、1/10、1/20以及平均寿命时的可靠度，解：设t=MTTF,1/5MTTF,1/10MTTF,1/20MTTF R(1/5MTTF)=2.05/1-- =e e MTTF MTTF =82% R(1/10MTTF)=90% R(1/20MTTF)=95%

高铁车体结构件应力分析与疲劳强度评估王磊但龙姜晓艳

高铁车体结构件应力分析与疲劳强度评估王磊但龙姜晓艳发表时间：2019-07-15T16:09:32.903Z 来源：《当代电力文化》2019年第05期作者：王磊但龙姜晓艳 [导读] 2007年4月18日，我国的高铁开始正式投入使用，由于是刚刚开始进行高铁的建设，因此在高铁运营过程中往往会出现各种各样的问题和缺陷。中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000 摘要：2007年4月18日，我国的高铁开始正式投入使用，由于是刚刚开始进行高铁的建设，因此在高铁运营过程中往往会出现各种各样的问题和缺陷。其中有80%的机械零件都是因为疲劳破坏而失效的。高铁车体结构大部分都是采用金属材料制作的，而金属不可能做无数次的交变载荷试验，都存在一个疲劳强度，一旦所加的应力值超过金属材料的疲劳强度，就会导致金属变形，从而出现严重事故。基于此，本文首先简单的介绍一下影响疲劳强度的因素；随后详细的介绍一下计算疲劳强度的疲劳试验方法。以此仅供相关人士进行交流与参考。关键词：高铁车体结构件；应力分析；疲劳强度评估引言：在这短短的十几年间，我国的高铁行业得到了突飞猛进的发展，装备生产、运行管理等质量水平也在不断的进步和提高。而机械零件作为高铁车体结构的一个重要组成部分，确实应该引起高铁部门的重视。本文首先介绍一下影响机械零件疲劳强度的因素，随后介绍一下计算机械零件疲劳强度的疲劳试验方法，从而准确的进行疲劳强度的评估，从而不断提高高铁结构件的质量。一、影响高铁车体结构的疲劳强度因素高铁车体结构件的疲劳强度评估研究一直都在进行，其中最初的评估方法就是对零件疲劳极限进行测定。但由于实际零件在制作过程中尺寸、形状、材料等都各有不同，因此通过测定零件疲劳极限来评估疲劳强度的试验方法在实施起来具有很大的困难。以此，我们可以通过研究影响机械零件疲劳强度的因素来评估机械零件的疲劳强度。影响机械零件疲劳强度的因素主要是应力集中与梯度；尺寸效应以及表面加工质量这三点（见图一）。（一）应力集中与梯度为了满足高铁车体结构的要求，机械零件的制作和加工一般都有拐角、切口、沟槽等缺口，这些缺口自然而言的就出现了应力集中，从而提高了零件的局部应力。在零件部件承载静载荷时，随着静载荷的增加，零件会出现一个宏观塑性变形的阶段，重新分配应力并趋于均匀。而对于疲劳破坏而言，零件并不会出现明显的宏观塑性变形，也不会重新分配应力，因此缺口处的疲劳强度比光滑部位高，出现问题的概率也比较大。缺口处的最大局部应力ɑmax和名义应力ɑn的比值为理论应力集中系数K，K=ɑmax/ɑn。K可以用来表示应力集中提高零件局部应力作用，也被称为形状系数，一般采用弹性力学解析方法或者是光测弹性力学试验来求解[1]。（二）尺寸效应机械零件的尺寸对于疲劳强度的影响较大，尺寸效应指的就是当尺寸增大时，疲劳强度就会降低。一般用尺寸系数ε来表示尺寸效应作用的大小。δ-1d为零件的疲劳极限，δ-1为几何相似式样的疲劳强度，d为试样和零件的尺寸（一般在6mm到7.5mm）,所以ε=δ-1d/δ-1。引起尺寸效应的因素可以分为制作工艺因素和比例因素。制作工艺因素主要是指机械零件在加工制造过程中因为制作差异出现的尺寸变化[2]。而且铸造件的规模大小也会不同程度的增加铸造困难，一般体积越大的铸造件铸造难度更高，也比较容易出现气孔、沙眼等缺陷，这些缺陷都会成为零件的薄弱部分，从而降低零件的疲劳强度。（三）表面加工质量表面加工质量一般由表面粗糙度来衡量，金属种类的不同、加工方法的不同都会对表面加工质量造成影响，像金属表面切削深度、切削用量等，都会对零件部件的疲劳强度产生影响。根据相关研究证明，金属式样的疲劳强度随硬化程度的增加而增加，而且应变硬化的式样都会产生残余的压应力，这种压应力会大大提高零件的拉伸疲劳强度，进而降低零件的疲劳强度[3]。（图一）影响高铁车体结构的疲劳强度因素二、计算疲劳强度的疲劳试验方法（一）常规疲劳试验方法介绍在进行疲劳实验之前，首先要制备好疲劳式样，疲劳式样需要经过机械加工、热处理以及尺寸测量、表面检验等步骤，保证疲劳式样能够达到疲劳试验的设备要求标准。常规的疲劳试验方法主要用于式样个数不多、生产任务紧急的情况，该方法可以直接给出零件式样的

MSC.Fatigue在电机关键件疲劳寿命分析中的应用

电机的寿命和可靠性

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高铁车体结构件应力分析与疲劳强度评估 王磊 但龙 姜晓艳

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