黄文平
广东精铟海洋工程股份有限公司
一、研究内容
本文采用SolidWorks对爬升齿轮与轴建立三维模型,并运用自带的有限元分析SolidwWrks Simulation对轴径突变处进行应力大小的分析,根据应力大小的分布图,对影响应力集中的因素进行验证分析。
二、爬升齿轮与轴建模
对实物进行测量,将实物的结构特征抽象出来,以参数化建立草图,用特征键还原实物三维模型,在此采用Solidworks软件进行建模。
下面是在Solidworks建立的零件模型及装配体效果图:
分析可得,过渡圆角半径越小,应力集中现象越严重,尤其是在当r<10mm时尤为显著,故而轴的疲劳寿命随着过渡圆角半径的变大而增长。但是圆角半径并非越大越好。当圆角半径在一定范围内过大,则会出现与轴段的尖端连接,引起附加的应力集中现象。
四、结论及尚存在的问题
本文用有限元分析法,通过SolidWorks软件建立了不同圆角半径和径比,不同材料及不同载荷条件下圆轴的三维有限元计算模型,用实验比较分析了应力集中现象,根据实验结果,绘制了应力集中随各影响因素变化的曲线图,分析了结构参数对轴肩过渡圆角处的影响。
当过渡圆角半径很小时,缺口根部的理论应力集中系数很大,应力集中严重,此时过渡圆角半径成为影响寿命的主要因素,径比的变化对应力集中的影响不明显,所以不同径比下的圆轴寿命差距不大;当过渡圆角半径变大时,缺口根部应力集中有所减轻,疲劳寿命有所增加,此时径比成为影响应力集中的主要因素,径比增加,应力集中严重,从而使疲劳寿命降低,所以较大过渡圆角半径下,径比的变化使疲劳寿命差距变大。
通过分析发现,设计轴的相应结构时要综合考虑各种因素,在满足使用性能的前提下,应首先考虑经济性原则。对一定轴径比的过渡应采取合理的圆角过渡设计,才能有效的缓和应力集中现象,保证轴的寿命与质量
论文作者:黄文平
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/15
标签:应力论文; 半径论文; 圆角论文; 寿命论文; 疲劳论文; 模型论文; 有限元论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;