本文關鍵詞：重載萬向聯(lián)軸器十字軸的疲勞分析及結構優(yōu)化

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【摘要】：本文以重載十字萬向聯(lián)軸器的十字軸為研究對象，，利用動力學理論、疲勞強度理論、斷裂力學理論以及彈塑性理論等，并綜合運用CAE技術和正交試驗設計原理對重載十字軸式萬向聯(lián)軸器的十字軸進行疲勞分析和結構優(yōu)化。主要研究內容如下： (1)利用有限元軟件MSC.Patran和MSC.Nastran對聯(lián)軸器的萬向節(jié)組件進行了非線性靜力分析，獲得萬向節(jié)相關零部件的應力分布情況。根據(jù)分析結果可知，萬向節(jié)中應力最大的部位位于十字軸的圓弧過渡處，最大等效應力為693MPa。根據(jù)分析結果判定十字軸發(fā)生了疲勞破壞，故應對十字軸進行疲勞分析。 (2)運用CAE技術，對十字軸進行模態(tài)分析，得到十字軸的前20階固有頻率及其固有振型。十字軸的前六階模態(tài)為剛性模態(tài)，其第七階的固有頻率為1326.7Hz，工作過程中不會發(fā)生共振。因此，十字軸整體結構比較合理，滿足設計要求。模態(tài)分析獲得的模態(tài)信息是后續(xù)十字軸疲勞分析的基礎。 (3)根據(jù)聯(lián)軸器的實際工作狀況的測試數(shù)據(jù)，并結合十字軸模態(tài)分析獲得的模態(tài)中性文件，運用MSC.Adams軟件對重載十字萬向聯(lián)軸器進行剛柔耦合建模及仿真。經(jīng)過剛柔耦合分析，獲得了十字軸的模態(tài)載荷譜文件，這些載荷譜文件能夠為十字軸的疲勞分析提供必要的工況信息。 (4)采用失效分析技術，對斷裂的十字軸進行斷口分析和金相分析，進一步研究了十字軸的斷裂與疲勞的關系。采用名義應力法，結合十字軸的模態(tài)信息和工況信息，利用疲勞分析軟件MSC.Fatigu e對十字軸進行疲勞分析，預測十字軸的疲勞壽命。預測的壽命與十字軸的設計壽命基本一致。根據(jù)正交實驗設計的基本原理，對十字軸關鍵結構參數(shù)進行局部范圍的優(yōu)化。優(yōu)化后十字軸的最大應力降低了8.4%，疲勞壽命提高了9.7%。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.4

【參考文獻】

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本文編號：1205931