本文選題：氣缸　切入點：疲勞失效　出處：《電子科技大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：氣缸在國民生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命得到了廣泛的關(guān)注。由于氣缸在工作中的受力狀況非常復(fù)雜,是工作環(huán)境最為惡劣的零部件之一,其中疲勞失效是氣缸的主要失效方式。因此研究氣缸的結(jié)構(gòu)特點、提高氣缸的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、并預(yù)測其使用壽命對國民生產(chǎn)和生活都有著很重要的意義。 本文以日本SMC公司生產(chǎn)的型號為CJ2B10-50的小型氣缸作為研究對象,以S-N曲線法作為研究氣缸壽命的理論依據(jù),同時基于有限元法,利用大型的有限元分析軟件ANSYS建立氣缸的三維幾何模型,并用實體單元對氣缸的幾何模型進(jìn)行了網(wǎng)格的劃分,建立了預(yù)緊單元、合適的邊界條件和載荷最終生成了有限元模型。對氣缸在螺栓預(yù)緊力的作用下進(jìn)行了受力分析,得到了氣缸在不同的固定板厚度和不同的材料作用時氣缸的應(yīng)力分布規(guī)律。接著建立了氣缸的沖擊載荷函數(shù),分析了氣缸在螺栓預(yù)緊力和活塞桿的沖擊力共同作用下的應(yīng)力分布云圖,得出了氣缸的應(yīng)力集中區(qū)域。在此基礎(chǔ)上使用ANSYS軟件自帶的疲勞分析模塊對氣缸進(jìn)行了疲勞壽命分析,得到了氣缸的最低疲勞使用壽命,并提出了提高氣缸端蓋強(qiáng)度的改進(jìn)措施。 最后,搭建了氣缸的氣動實驗平臺,對氣缸進(jìn)行了疲勞壽命實驗,通過實驗得出了氣缸的失效模式和失效數(shù)據(jù)。同時實驗驗證了對氣缸有限元分析的合理性和正確性,從而為氣缸的壽命研究提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:The cylinder is widely used in various fields of national production and life, the structure strength and service life has been widely attention. Because of the cylinder in the work force is very complex, is the worst part of the working environment, the fatigue failure is the main failure mode of the cylinder. So the research on the structure characteristics of the cylinder the improved structural strength of the cylinder, and to predict its service life is of great significance for the national production and life.
This paper produced by Japanese company SMC type CJ2B10-50 small cylinder as the research object, using S-N curve method as the theoretical basis of the cylinder life, at the same time, based on the finite element method, the three-dimensional geometric model of the cylinder using the large finite element analysis software ANSYS, and the meshing geometric model of cylinder with solid element that established the pretension element, boundary conditions and loads appropriate to generate the finite element model of the cylinder. The bolt pretightening force under the action of the force analysis of the stress distribution of the cylinder in different fixed plate thickness and different material effect. Then we established the impact cylinder the load function, analyzed the stress distribution in the cylinder under the action of the impact force and the preload of the piston rod, the stress concentration area of the cylinder on the basis of the use of ANSYS. The fatigue analysis module of the software is used to analyze the fatigue life of the cylinder, and the minimum fatigue life of the cylinder is obtained, and the improvement measures for improving the strength of the cylinder end cap are put forward.
Finally, build the experiment platform of pneumatic cylinder, the fatigue life of the cylinder, the cylinder through experiments that the failure modes and failure data. At the same time, the experiment verified the rationality and correctness of the finite element analysis, which provides a theoretical basis for the study on the life of the cylinder.

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH138.51

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本文編號：1680091