本文關(guān)鍵詞：高頻疲勞試驗機圓棒材料試樣夾具的研究

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【摘要】：隨著近代工業(yè)革命的發(fā)展,車輛及相關(guān)運載工具的發(fā)展和大量機械設(shè)備在生產(chǎn)中的運用,在運動構(gòu)件間經(jīng)常會發(fā)生破壞。這使得破壞處的名義應(yīng)力低于材料的強度極限和屈服極限,多年來一直困擾著工程師們。然而,19世紀以來出現(xiàn)了一門新的學科—疲勞學,不斷被應(yīng)用到實際生產(chǎn)實踐中并發(fā)展的越來越完善。高頻疲勞試驗機是對材料進行疲勞試驗不可或缺的一種機器。給高頻疲勞試驗機配備不同形式的夾具,可以進行薄、厚板的拉伸試驗、三點和四點的彎曲試驗、扭轉(zhuǎn)試驗和常用高頻拉壓試驗等。而經(jīng)過長時間的疲勞試驗后,夾具會發(fā)生疲勞破壞。本文主要研究的是PLG-100型高頻疲勞試驗機圓棒材料試樣夾具受損的問題。在實際試驗過程中,夾具由于制造或試驗過程等原因受到了一定的損壞并影響試驗數(shù)據(jù)的可靠性。首先從理論上分析影響夾具螺紋疲勞壽命的原因,包括夾具的誤差因素和對夾具的螺紋進行力學分析,并通過疲勞試驗驗證受損夾具對試驗數(shù)據(jù)的可靠性影響。利用大型的有限元分析軟件ABAQUS對夾具和試樣結(jié)構(gòu)進行有限元分析,考慮夾具和試樣材料的彈塑性和接觸非線性問題,分析夾具螺紋各螺紋牙的應(yīng)力應(yīng)變分布情況,并且總結(jié)出夾具螺紋的各螺紋牙承受軸向載荷的不均勻性的特點。有限元分析結(jié)果與上述理論分析和疲勞試驗結(jié)果一致,即夾具損傷后,裝夾后的夾具螺紋牙在試驗時將產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象,且螺紋牙軸向力載荷分布存在較大的不均性。本文針對受損的夾具,提出了三種修復(fù)方案,三種方案分別經(jīng)過高頻疲勞試驗來驗證可行性。試驗結(jié)果分析表明,只有鑲嵌螺紋套的方案滿足試驗的要求,且成功的獲得了線性相關(guān)的S-N曲線的直線部分。
【關(guān)鍵詞】：高頻疲勞試驗機 夾具 有限元 可靠性
【學位授予單位】：沈陽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG759
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題提出的背景與意義10-11
• 1.1.1 課題提出的背景10-11
• 1.1.2 課題研究的意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)11-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 高頻疲勞試驗機及夾具的簡介15-23
• 2.1 高頻疲勞試驗機15-18
• 2.1.1 高頻疲勞試驗機的基本結(jié)構(gòu)15-17
• 2.1.2 高頻疲勞試驗機的工作原理17-18
• 2.2 高頻疲勞試驗機夾具18-20
• 2.2.1 幾種常見夾具簡介19
• 2.2.2 夾具組成及安裝19-20
• 2.3 圓棒材料試樣夾具的理論研究20-22
• 2.3.1 螺紋的受力分析20-21
• 2.3.2 螺紋連接的防松21
• 2.3.3 提高螺紋連接強度的措施21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 影響高頻疲勞試驗機夾具壽命的理論分析23-33
• 3.1 影響夾具壽命的因素分析23-25
• 3.1.1 制造誤差23-24
• 3.1.2 安裝及拆卸誤差24-25
• 3.2 變形后的夾具受力分析25-28
• 3.2.1 基于懸臂梁的計算理論分析25-27
• 3.2.2 應(yīng)力應(yīng)變分析27-28
• 3.3 變形后的夾具對疲勞試驗數(shù)據(jù)可靠性影響的分析28-32
• 3.3.1 疲勞試驗28-30
• 3.3.2 S-N曲線斜線部分的擬合檢驗30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 高頻疲勞試驗機夾具的有限元分析33-44
• 4.1 ABAQUS軟件的簡介33-34
• 4.2 建立夾具螺紋有限元計算模型34-39
• 4.2.1 夾具及試樣的CAD模型34-36
• 4.2.2 彈塑性材料模型36
• 4.2.3 接觸設(shè)置36-38
• 4.2.4 網(wǎng)格的劃分38-39
• 4.2.5 邊界條件及載荷的設(shè)置39
• 4.3 有限元計算結(jié)果的分析39-43
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析39-42
• 4.3.2 夾具螺紋牙承載的分布規(guī)律42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 高頻疲勞試驗機夾具局部修復(fù)方案44-53
• 5.1 未修復(fù)前的螺紋夾具疲勞試驗44-47
• 5.1.1 螺紋夾具的基本尺寸44
• 5.1.2 疲勞試驗的條件44-46
• 5.1.3 疲勞試驗與問題分析46-47
• 5.2 高頻疲勞試驗機夾具螺紋的局部修復(fù)方案47-50
• 5.2.1 具體方案的設(shè)計47-48
• 5.2.2 修復(fù)后方案的疲勞試驗結(jié)果分析48-50
• 5.3 最優(yōu)方案可行性的驗證50-52
• 5.3.1 獲得S-N曲線直線部50-51
• 5.3.2 直線擬合檢驗51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 第6章 結(jié)論與展望53-55
• 6.1 結(jié)論53-54
• 6.2 展望54-55
• 參考文獻55-58
• 在學研究成果58-59
• 致謝59-60

【參考文獻】

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