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中國科學技術(shù)大學 碩士學位論文 基于CAE的U形波紋管疲勞壽命研究 姓名：田坤 申請學位級別：碩士 專業(yè)：機械電子工程 指導(dǎo)教師：竺長安 20100401 摘要 摘 要 在航空、航天、海洋、交通等重要工業(yè)領(lǐng)域，疲勞破壞是機械構(gòu)件失效的 一種主要故障模式。伴隨工程技術(shù)和材料科學的快速發(fā)展，人們對疲勞研究越 發(fā)重視，疲勞研究已成為重要的學科。 首先，本文對國內(nèi)外疲勞研究的現(xiàn)狀進行了闡述，介紹了全壽命分析法、 應(yīng)力一應(yīng)變分析法、功率譜密度法等當前普遍使用的疲勞分析方法，重點介紹了 S―N曲線的五種常用表達式和對稱循環(huán)載荷，以及當載荷不對稱時的平均應(yīng)力 修正方法。指出了疲勞失效分類以及疲勞裂紋的產(chǎn)生、擴展和斷裂機理。分析 了應(yīng)力集中、表面質(zhì)量、尺寸、使用環(huán)境等影響疲勞壽命的因素。 其次，用建模功能強大PRO／E進行建模，運用有限元軟件ABAQUS進行靜力 學分析。通過計算分析，得到U形波紋管應(yīng)力應(yīng)變的變化與設(shè)計參數(shù)之間的關(guān) 系。 然后，用疲勞壽命計算公式和疲勞分析軟件MSC．FATIGUE對U形波紋管的 疲勞壽命進行計算，根據(jù)疲勞計算結(jié)果，進行了疲勞設(shè)計優(yōu)化和波紋管的結(jié)構(gòu) 參數(shù)優(yōu)化。 最后按照設(shè)計要求，加工出兩組波紋管，進行了疲勞試驗，對設(shè)計和優(yōu)化 的結(jié)果進行了驗證，試驗結(jié)果證明了分析結(jié)果的準確性。 實踐證明，綜合利用CAE軟件進行波紋管建模、靜力學分析以及疲勞壽命 分析是一種高效、可行且值得信賴的疲勞

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