Page 69 - 理化检验-物理分册2021年第九期
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焦宗寒, 等: 电流互感器引流抱箍线夹断裂原因
图11 第二类铜合金线夹应力云图和断裂位置示意图
图9 断裂铜合金线夹14的 X射线检测结果 Fi g 11 a Stressne p ho g ramandb fracturelocation
Fi g 9 X-ra y testresultsoffracturedco pp erallo y clam p 14 dia g ramsoft yp e2co pp erallo y clam p
a sideview b verticalview
部、 铜棒中心点完全固定。
为重点分析断裂位置, 模型划分网格时, 对线夹
结构转折部位划分密集网格, 使得在倒角所涉及的
弧长内包含节点数量不少于20个 [ 10-11 ] 。有限元计
算结果见图10~14 , 其中图10~13为铜合金断裂
线夹紧固后的应力分布情况, 图14为铝合金断裂线
夹紧固后的应力分布情况。有限元分析显示, 螺栓
孔位移均为0.5mm , 抱耳收缩均为1.0mm , 应力集
图12 第三类铜合金线夹应力云图和断裂位置示意图
中位置应力值已达到屈服强度, 按照现场情况紧固
Fi g 12 a Stressne p ho g ramandb fracturelocation
dia g ramsoft yp e3co pp erallo y clam p
线夹后, 线夹最大应力已超过材料屈服强度。
实际断裂情况中, 第一类线夹在抱耳和底板转
折位置发生断裂, 第二、 第三、 第四和第五类线夹均
在抱耳处断裂。实际断裂情况与有限元分析结果完
全吻合, 因此判断, 线夹安装时过度紧固是导致其断
裂的重要原因。
2 分析与讨论
通过断裂线夹的宏观分析结果可知, 所有线夹
均未发现外力破坏和环境腐蚀的痕迹, 断口未发现
可能导致断裂的异常和缺陷。
线夹的化学成分分析结果表明, 断裂铜合金线
夹存在化学成分不合格的情况, 主要为铜含量偏低
图10 第一类铜合金线夹应力云图和断裂位置示意图 和铅含量超标, 铅含量超标会显著降低铜合金的强
Fi g 10 a Stressne p ho g ramandb fracturelocation 度和断后伸长率。线夹硬度和显微组织正常, 满足
dia g ramsoft yp e1co pp erallo y clam p
取样要求的铜合金线夹的断后伸长率不合格。铝合
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