
【機】 alternating load
【電】 alternation
【經】 burden
"交變負荷"(Alternating Load)是工程力學和電力系統中的專業術語,指隨時間周期性變化且方向交替的載荷或電力需求。該概念包含三個核心特征:
力學定義
在機械工程中,交變負荷指構件承受的大小和方向隨時間周期性變化的力,例如旋轉軸承受的彎曲應力。其數學表達式為: $$ F(t) = F_0 cdot sin(omega t + phi) $$ 其中$F_0$為幅值,$omega$為角頻率,$phi$為相位角。
電力系統應用
在輸配電領域特指功率因數周期性波動的負載,典型表現為電動機啟動、電弧爐等設備造成的電網諧波擾動(參考《電力系統分析基礎》第4章)。IEEE 1159-2019标準将其歸類為電能質量事件中的周期性電壓波動源。
材料響應特性
金屬材料在交變負荷作用下會發生疲勞失效,這種現象通過S-N曲線(應力-壽命曲線)進行量化表征(見ASTM E466标準材料測試規範)。疲勞極限是判斷材料耐久性的關鍵參數。
該術語的英譯"alternating load"最早見于1978年清華大學編著的《英漢工程力學詞彙》,後續被ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII引用為壓力容器設計規範術語。在電力行業标準GB/T 14549-2022《電能質量 公用電網諧波》中規定了相關測量方法。
“交變負荷”(或“交變載荷”)指材料、結構或有機體在受外部作用時,承受周期性變化的力或應力。以下是詳細解釋:
周期性變化
載荷或負荷的大小、方向或作用點隨時間呈規律性波動,例如從最大值($sigma{text{max}}$)到最小值($sigma{text{min}}$)重複變化。
應力方向是否變化
如需更專業的公式推導或實驗案例,可參考工程力學或材料疲勞分析資料。
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