基于數(shù)值模擬的卸料車主軸斷裂與疲勞壽命研究.pdf

1、疲勞失效是機械工程領(lǐng)域的主要失效形式，許多重大災(zāi)難性事故都是由疲勞失效引起的，這些事故不僅威脅到生命財產(chǎn)安全，同時造成了重大的經(jīng)濟損失。因此，對材料和結(jié)構(gòu)件的疲勞失效進行研究具有重大的工程及現(xiàn)實意義。
　　疲勞研究的目的有三點，一是定壽，即精確地預(yù)測結(jié)構(gòu)的疲勞壽命；二是延壽，即通過改變結(jié)構(gòu)等措施延長結(jié)構(gòu)的使用壽命；三是優(yōu)化疲勞試驗，即簡化疲勞試驗或縮短疲勞試驗周期。本文以某卸料車主軸為研究對象，針對疲勞研究目的中前兩點進行了探討。

2、
　　卸料車主軸是卸料車的重要部件，為了評價其使用安全性，本文以數(shù)值模擬為研究手段，分別就各工況下卸料車的應(yīng)力應(yīng)變場，軸的全疲勞壽命和含橫向裂紋的疲勞裂紋擴展壽命進行了較全面系統(tǒng)的研究分析，為卸料車主軸完整性評價標(biāo)準(zhǔn)的建立奠定了一定的理論基礎(chǔ)。
　　本文主要進行了以下幾方面的研究：
　　（1）采用有限元方法計算分析算例的疲勞壽命和斷裂力學(xué)參量K，并與理論解析值相比較，結(jié)果表明有限元方法確定結(jié)構(gòu)的疲勞壽命和斷裂力學(xué)參量是

3、準(zhǔn)確可靠的。從而為ANSYS分析卸料車主軸疲勞及疲勞裂紋擴展壽命奠定了方法基礎(chǔ)。
　　（2）對各工況下的應(yīng)力應(yīng)變場進行模擬分析，并對主軸中應(yīng)力集中區(qū)域的力學(xué)性能進行了分析和研究，得出結(jié)構(gòu)危險點，從而為進一步的疲勞分析提供依據(jù)。
　　（3）對主軸的疲勞壽命進行研究，得出其從使用到斷裂的總疲勞壽命，為工程應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。并分析了幾個因素對疲勞壽命的影響，得出各因素對疲勞壽命影響的大小，為結(jié)構(gòu)的改進提供了理論指導(dǎo)。