朱 青1，刘 波，李万民，曹亚钊

(1.思源电气股份有限公司，上海 201108； 2．上海思源高压开关有限公司，上海 201108)

0 引 言

应力松弛是指在恒应变条件下，金属材料或元件的应力随时间延续而减小的现象。1868年J.C.Maxwell对应力松弛的规律及其影响做出了解释，但至今人们对应力松弛机制及发生的条件等还没有统一的结论。故障关合接地开关通过电动机带动弹簧储能后再释放，完成开关关合动作。所以研究弹簧的应力松弛规律对提高开关运行可靠性有一定的参考价值。

下面采用各国在弹簧研究上通常采用的计算、仿真与测试思路进行研究。

1 弹簧应力松弛试验

圆柱螺旋压缩弹簧的应力松弛程度常用负荷损失率(p-p0)/p0，即Δp/p0来表示，p0为弹簧的初始载荷，p为弹簧在任意时刻t时所承受的负荷。将设计改进的螺旋弹簧试验装置测试的负荷值换算成负荷损失率，得出负荷损失率与时间的关系曲线。

目前较为适用的压缩螺旋弹簧的应力松弛方程[1]为

Δp/p0=a+blnt

(1)

表1 分析记录

式中：p0为弹簧初始载荷，N；Δp为弹簧载荷损失量，N；t为松弛时间，h；a、b为与温度有关的常数。

试验弹簧：弹簧材料为60Si2CrVA，弹簧参数线径11 mm，中径56 mm，自由高度H0为223 mm，有效圈数n为10.5，取样3件。

试验条件：采用改进的应力松弛试验构造，在常温(25 ℃)下将弹簧压缩到工作高度H1为156 mm保持不变，每间隔一定时间，重新测量应力值，总压缩时间持续14个月。

试验结果：1号至3号弹簧试验数据走势见图1，对弹簧试验数据处理得到的应力松弛回归方程见表1。然后对应阶段的方程加权平均后得到应力松弛回归方程，应力松弛曲线见图2。……