基于nCode的绝缘子清扫装置清扫臂的疲劳分析

刘超颖, 陈鑫楠, 吴文江, 李斯, 张旭

（1.石家庄铁道大学 机械工程学院，石家庄 050043；2.河北中医学院，石家庄 050200）

0 引言

接触网腕臂绝缘子露天设置，长期在复杂多样的环境中运行，环境中的粉尘、工业污染物等堆积在绝缘子表面，使绝缘子在雨、雪、雾、露等天气下极易发生污闪。绝缘子污闪容易造成铁路恶性停电事故，解决铁路接触网绝缘子的污闪问题对于保障铁路运输安全具有重要意义[1]。针对该问题，设计制做了接触网绝缘子清扫装置。作为清扫绝缘子的专用设备，设计的清扫装置既要满足相关环境的使用要求，又要符合设计要求。清扫刷头安装在清扫臂上，清扫臂与连接杆铰接，形成一个可旋转的结构，保证了清扫装置能够使用单个清扫刷头清扫两个腕臂绝缘子。清扫臂是清扫装置的一个关键部件，在实际工况中，清扫臂的某些部位会受到转矩作用从而出现疲劳破坏，保证清扫臂的使用寿命对于确保清扫装置的正常使用具有重要意义。鉴于此，本文针对接触网绝缘子清扫装置的清扫臂进行了基于nCode的疲劳分析。

1 疲劳分析的理论基础

疲劳是结构的某部分所受扰动应力，且在足够多的循环下产生微小的裂纹，在载荷的作用下裂纹会不断扩展直至发生疲劳失效的过程[2]。在循环载荷作用下，构件产生疲劳破坏所需的应力或应变的循环次数称为疲劳寿命[3]。

较为常用的疲劳分析方法有以应力-寿命（S-N）曲线为基础的名义应力法和以应变-寿命（ε-N）曲线为基础的局部应力应变法[4-5]。……