刀片断裂分析与疲劳寿命综合评估研究

李成林

杭州九阳小家电有限公司，浙江杭州，310082；

摘要：本文针对4叶型刀片在加速寿命测试中出现的单例根部断裂现象，开展了一项全面、系统的可靠性研究。研究综合运用了实验测试、理论计算与数值仿真三种技术手段。实验部分包括断刀激发测试、高周疲劳测试、材料硬度测试以及第三方金相组织分析；理论部分进行了静力学及冲击载荷下的应力计算与安全系数校核；仿真部分则通过有限元分析（FEA）获取了刀片的模态参数以评估其共振风险。研究结果表明：4叶刀片的疲劳寿命、材料硬度、静动态强度及抗共振性能均满足并优于设计指标，其最小疲劳寿命（35,473次循环）显著高于同类机型。综合判定，该单例断裂属于典型的疲劳断裂，根源在于制造过程中产生的微观缺陷（内伤）所引发的应力集中，而非设计缺陷。最终结论认为4叶刀片整体设计可靠，性能优异，同时为生产制程的质量控制提出了具体的改进建议。

关键词：刀片断裂；疲劳寿命；应力分析；金相分析；质量控制

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