缺口参数对轴类件疲劳寿命的影响

发布时间：2020-07-25 09:39

【摘要】： 长期以来,在机械结构疲劳问题的研究方面,缺口因素一直是一个重要的问题,缺口疲劳问题的研究已经获得比较丰富的经验,并形成了比较成熟的理论。但是在实际应用中,由于缺口的类型特别繁多以及材料等因素的影响,所以要形成统一的缺口设计标准是不可能的,所以便形成了针对不同缺口以及不同材料等条件下的特定缺口的研究。在此过程中,描述缺口几何外形的缺口参数是其中的重要研究内容。 本文基于疲劳设计理论,从工程应用角度出发,深入研究了U型切口中缺口参数对轴类零件疲劳寿命的影响问题。应用局部应力应变法基本原理,提出本文U型切口疲劳寿命计算模型,U型切口中的切口过渡圆角半径和切口深度进行了详细分析和算例分析；利用Ansys11.0有限元分析软件建立U型切口轴的有限元计算模型,并研究在扭转载荷条件下,材料为优质中碳钢45的U型切口轴的缺口参数对疲劳裂纹萌生寿命的影响规律。主要研究内容有以下三个方面： 1.U型切口中过渡圆角半径对轴疲劳裂纹萌生寿命的影响。运用有限元分析软件ANSYS11.0建立U型切口轴的疲劳寿命计算模型,在扭转加载情况下,得出U型切口的Von Mises等效应力应变云图,得出切口处所受应力应变值,通过局部应力应变法疲劳寿命计算公式,得出轴的疲劳裂纹萌生寿命值。得出过渡圆角半径—裂纹萌生寿命变化曲线。并对其结果进行合理分析。 2.U型切口中切口深度对轴疲劳裂纹萌生寿命的影响。运用同上的设计计算方法,得出在不同切口深度下的切口轴的疲劳裂纹萌生寿命值,并绘制出切中深度—裂纹萌生寿命变化曲线。分析切口深度对轴疲劳寿命的影响,并得出合理的结论。 3.比较缺口参数,对不同缺口中的缺口参数进行比较,得出缺口参数对轴疲劳寿命影响的一般规律。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH133.2
【图文】：

图3.1轴及U型切口结构图本文选取模型中U型切口部位为疲劳寿命分析对象，选择缺口深度t和过渡圆角半径:和缺口宽B为描述参量U型切口轴模型如图3.1所示，轴的直径为60mm，切口宽度为20mm，切口深度t分ZIJ为 11mm，12mm， 13mm，14mm，15mm

摸型半纵截面图

如图3.4所示。皿L皿石卫目TS声UM班人丫 19201010:07:58图3.4轴的有限元模型3.2.3约束条件和加载方式试件在有限元网格划分好之后，便可以对其进行加载和求解，对于本文来说，主要包括对模型施加约束和载荷。根据实际模拟条件，根据轴受载情况。在分析过程中选择轴左端固定，在右端加载，所以在有限元分析过程中也是端固定，在另一端面按照一定的时间步施加扭转载荷。在有限元分析过程中，施加扭矩的方法有很多，其中比较常用的方法有经下几种:1.将矩转换成一对的力偶，直接施加在对应的节点上面。2.在构件中心部位建立一个节点，定义为MASS21单元，然后跟其他受力节点藕荷，形成刚性区域，就是用CERIG命令。然后直接加转矩到主节点，即中心节点上面。3.使用 MPC184单元。是在构件中心部位建立一个节点。跟其他受力节点分别形成多根刚性梁，从而形成刚性面。最后也是直接加载荷到中心节点上面，通过刚性梁来传递载荷。4.基于表面边界法:主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现，弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。本文采用第2种方法:在构件中全部约束。在模型右端的中心部位建立一个节点

【引证文献】

相关硕士学位论文 前1条

1 温欢欢;刮板输送机中部槽的疲劳寿命分析[D];太原理工大学;2012年

本文编号：2769656