阶梯轴几何参数及平均应力对其疲劳寿命的影响.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
阶梯轴几何参数及平均应力对其疲劳寿命的影响
姓名:于立群
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及自动化
指导教师:李有堂
20080428
摘要在甘肃省人才工程基金和兰州理工大学学术梯队及特色研究方向基金资助下,开展了几何因素及平均应力对阶梯轴疲劳寿命影响的研究,为抗疲劳设计在研究的阶梯轴的模型。讨论了疲劳寿命预测的局部应力应变法,结合多轴疲劳寿命的预测思想,得到了以等效应变为损伤参量的疲劳寿命预测模型。讨论了材料塑性力学的基本法则,利用砑⒘私滋葜岬挠邢拊DP停邢拊D型中阶梯轴采用了钢的弹塑性非线性循环本构关系。考虑阶梯轴的过渡圆角半径、直径比和应力比等参数,对阶梯轴过渡圆角处进行了应力、应变分析。选刃вαξ1疚乃芯拷滋葜岬牡椭芷@褪倜鹕瞬瘟浚岷嫌邢元分析结果进行了阶梯轴的低周疲劳寿命计算。应力比越滋葜崞@褪倜挠跋熘饕J且蛭SαΡ鹊奶岣撸贾铝似骄力也随之增加,循环载荷中的拉伸部分增大,从而导致疲劳寿命降低。工程中的应用提供有价值的参数。本文基于疲劳强度理论,探讨了影响疲劳寿命的主要因素,提出了本文所要择计算结果表明轴的低周疲劳寿命随过渡圆角半径脑黾佣黾樱嬷本侗獾脑黾佣档停孀庞α比的增加而下降。过渡圆角半径和直径比对寿命的影响的原因是由于过渡圆角半径,.和直径比虻谋浠鹆斯稍步谴τα中系数的变化。,减小,庠黾樱α邢凳黾樱@褪倜陆怠关键词:阶梯轴;疲劳寿命;有限元法;还稍步前刖叮恢本侗龋挥α比兰州理工大学硕士学位论文
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插图索引图疲劳寿命与直径比伽的关系’图疲劳寿命与阶梯轴直径比细的关系图延性金属中的滑移⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图裂纹扩展二阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图塑性钝化过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图轴疲劳寿命的影响因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平均应力的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图唬ス叵怠肌图阶梯轴的模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图局部应力应变法的基本假设⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图局部应力应变法寿命估算的步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图迟滞回线和循环应力应变曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图局部应力应变的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图阶梯轴的几何模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图阶梯轴的有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图扭矩加载图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图弯矩加载图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯的应力应变曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯....⋯..刃вαυ仆肌刃вΡ湓仆肌刃вαυ仆肌刃вΡ湓仆肌图疲劳寿命与过渡圆角半径,的关系/图疲劳寿命与过渡圆角半径,.的关系’图疲劳寿命与应力比的关系.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图疲劳寿命与应力比的关系/图兰州理工大学硕士学位论文畂
作者签名:寺五裤日期:砌作日期:为刃年∥月廖日兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明/,岁日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。日期:翮留年得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何律后果由本人承担。文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保
第滦髀引言材料的疲劳指的是材料在循环载荷作用下所发生的性能变化。美国试验与材料协会在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”.云@偷亩ㄒ逦!涸谀车慊蚰承┑愠惺苋哦αΓ矣凶愎欢嗟难啡动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展机械零件和工程构件在设计时往往只注意超载引起的塑性破坏,对于防止构件的破坏,则采用传统的控制强度或韧性指标的方法。随着高强度、超高强度材料以及大型结构的广泛应用,一些按照传统强度理论和常规设计方法设计、制造并经严格检验合格的产品,在服役过程中发生了不少灾难性的断裂事故。例如二次世界大战期间美国制造的全焊接船舶,有近