【摘要】： 長期以來,在機(jī)械結(jié)構(gòu)疲勞問題的研究方面,缺口因素一直是一個重要的問題,缺口疲勞問題的研究已經(jīng)獲得比較豐富的經(jīng)驗(yàn),并形成了比較成熟的理論。但是在實(shí)際應(yīng)用中,由于缺口的類型特別繁多以及材料等因素的影響,所以要形成統(tǒng)一的缺口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是不可能的,所以便形成了針對不同缺口以及不同材料等條件下的特定缺口的研究。在此過程中,描述缺口幾何外形的缺口參數(shù)是其中的重要研究內(nèi)容。 本文基于疲勞設(shè)計(jì)理論,從工程應(yīng)用角度出發(fā),深入研究了U型切口中缺口參數(shù)對軸類零件疲勞壽命的影響問題。應(yīng)用局部應(yīng)力應(yīng)變法基本原理,提出本文U型切口疲勞壽命計(jì)算模型,U型切口中的切口過渡圓角半徑和切口深度進(jìn)行了詳細(xì)分析和算例分析；利用Ansys11.0有限元分析軟件建立U型切口軸的有限元計(jì)算模型,并研究在扭轉(zhuǎn)載荷條件下,材料為優(yōu)質(zhì)中碳鋼45的U型切口軸的缺口參數(shù)對疲勞裂紋萌生壽命的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容有以下三個方面： 1.U型切口中過渡圓角半徑對軸疲勞裂紋萌生壽命的影響。運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS11.0建立U型切口軸的疲勞壽命計(jì)算模型,在扭轉(zhuǎn)加載情況下,得出U型切口的Von Mises等效應(yīng)力應(yīng)變云圖,得出切口處所受應(yīng)力應(yīng)變值,通過局部應(yīng)力應(yīng)變法疲勞壽命計(jì)算公式,得出軸的疲勞裂紋萌生壽命值。得出過渡圓角半徑—裂紋萌生壽命變化曲線。并對其結(jié)果進(jìn)行合理分析。 2.U型切口中切口深度對軸疲勞裂紋萌生壽命的影響。運(yùn)用同上的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,得出在不同切口深度下的切口軸的疲勞裂紋萌生壽命值,并繪制出切中深度—裂紋萌生壽命變化曲線。分析切口深度對軸疲勞壽命的影響,并得出合理的結(jié)論。 3.比較缺口參數(shù),對不同缺口中的缺口參數(shù)進(jìn)行比較,得出缺口參數(shù)對軸疲勞壽命影響的一般規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH133.2
【圖文】：

圖3.1軸及U型切口結(jié)構(gòu)圖本文選取模型中U型切口部位為疲勞壽命分析對象，選擇缺口深度t和過渡圓角半徑:和缺口寬B為描述參量U型切口軸模型如圖3.1所示，軸的直徑為60mm，切口寬度為20mm，切口深度t分ZIJ為 11mm，12mm， 13mm，14mm，15mm

摸型半縱截面圖

如圖3.4所示。皿L皿石衛(wèi)目TS聲UM班人丫 19201010:07:58圖3.4軸的有限元模型3.2.3約束條件和加載方式試件在有限元網(wǎng)格劃分好之后，便可以對其進(jìn)行加載和求解，對于本文來說，主要包括對模型施加約束和載荷。根據(jù)實(shí)際模擬條件，根據(jù)軸受載情況。在分析過程中選擇軸左端固定，在右端加載，所以在有限元分析過程中也是端固定，在另一端面按照一定的時間步施加扭轉(zhuǎn)載荷。在有限元分析過程中，施加扭矩的方法有很多，其中比較常用的方法有經(jīng)下幾種:1.將矩轉(zhuǎn)換成一對的力偶，直接施加在對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上面。2.在構(gòu)件中心部位建立一個節(jié)點(diǎn)，定義為MASS21單元，然后跟其他受力節(jié)點(diǎn)藕荷，形成剛性區(qū)域，就是用CERIG命令。然后直接加轉(zhuǎn)矩到主節(jié)點(diǎn)，即中心節(jié)點(diǎn)上面。3.使用 MPC184單元。是在構(gòu)件中心部位建立一個節(jié)點(diǎn)。跟其他受力節(jié)點(diǎn)分別形成多根剛性梁，從而形成剛性面。最后也是直接加載荷到中心節(jié)點(diǎn)上面，通過剛性梁來傳遞載荷。4.基于表面邊界法:主要通過定義一個接觸表面和一個目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接觸來實(shí)現(xiàn)，彎矩荷載可以通過在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上用“F”命令施加。本文采用第2種方法:在構(gòu)件中全部約束。在模型右端的中心部位建立一個節(jié)點(diǎn)

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 溫歡歡;刮板輸送機(jī)中部槽的疲勞壽命分析[D];太原理工大學(xué);2012年

本文編號：2769656