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在變應力作用下，機械零件的主要失效形式是疲勞斷裂。疲勞斷裂是與應力循環(huán)次數有關(guān)的斷裂。疲勞失效往往是在沒(méi)有明顯預兆的情況下突然發(fā)生的，因此常常造成嚴重的事故。據統計，飛機、車(chē)輛和機器中發(fā)生的事故有很大比例是疲勞失效造成的。因此，對于在變應力作用下的零件進(jìn)行疲勞強度計算是非常必要的。

抽水蓄能機組轉動(dòng)部件按50年壽命設計，在每天啟停機10次的情況下，它的交變應力小于材料在該累積次數下的疲勞極限，并有至少1.5倍的安全余量。有些電站按FKM標準1.5倍安全裕度考核。

交變應力，又稱(chēng)循環(huán)應力，是隨時(shí)間作周期性變化的應力。產(chǎn)生的原因是荷載作周期性變化，或是荷載不變，構件作周期性運動(dòng)。在應力循環(huán)中，如應力和應力各自維持某一數值的，稱(chēng)為“穩定交變應力”；如應力和應力隨時(shí)間改變其大小的，稱(chēng)為“不穩定交變應力”。

交變應力作用下構件的破壞稱(chēng)疲勞破壞，持久極限是交變應力作用下經(jīng)過(guò)無(wú)數次變化而不使構件產(chǎn)生破壞的應力值，是對構件疲勞強度計算的重要依據，對持久極限的討論在工程上有很重要的實(shí)際意義。

疲勞計算方法好多，比較難統一，有些電站是按廠(chǎng)家經(jīng)驗業(yè)績(jì)定。

由長(cháng)時(shí)間大量的機組運行經(jīng)驗統計得知，因振動(dòng)引起的部件疲勞與振幅值有直接關(guān)系，其規律有：

機組任何部件，不論其形狀、結構如何，對于工作轉速為300r/min及以上的機組，振動(dòng)頻率小于或等于基頻時(shí)，軸承或部件三個(gè)方向振幅小于一定值時(shí)，在長(cháng)期運行中這些部件不會(huì )發(fā)生疲勞損壞。

對于剛度較大的部件，例如軸承座，當某一方向振幅超過(guò)某幅值時(shí)，在長(cháng)期運行中與其他部件連接處，將會(huì )產(chǎn)生疲勞損壞，例如軸承座固定螺絲、二次灌漿等。

對于剛度較小的一些部件，例如管子與軸承座連接處等，當某一方向振動(dòng)超過(guò)250um時(shí)，長(cháng)期運行后會(huì )使這些部件與剛度大的部件連接處發(fā)生疲勞損壞。

經(jīng)過(guò)近二十年的高速發(fā)展，我國在發(fā)電電動(dòng)機轉子關(guān)鍵部件可靠性分析技術(shù)，基于FKM準則的疲勞分析技術(shù)，全面考慮疲勞影響因素，提高部件疲勞壽命計算精度有了較大提高。

比如對于抽水蓄能機組的浮動(dòng)磁軛疲勞分析，就有了以下認識：由于抽蓄機組頻繁啟停，正反轉的特性，過(guò)盈配合的轉子支架及磁軛將收到較大壓縮、拉伸應力的頻繁轉換，其抗疲勞強度較低，這是其技術(shù)上難以克服的弱點(diǎn)。而浮動(dòng)磁軛在靜態(tài)幾乎不受力（重力引起的應力很?。?，其抗疲勞和性能就很ok了，至于在運行工況，磁軛過(guò)盈與否，應力狀態(tài)幾乎一致的。關(guān)鍵是浮動(dòng)磁軛要確保停止，及啟動(dòng)中磁軛要同心伸縮，及軸系穩定。

來(lái)源：抽水蓄能與儲能技術(shù)交流

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