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《长春理工大学》 2008年
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扭力轴加载有限元分析与寿命计算

李学光  
【摘要】: 扭力轴是履带式坦克及装甲车悬挂装置的主要弹性元件,它在整个悬挂系统中起着举足轻重的作用,用来减轻地面对车体的冲击,由于经常承受较大的应力、应变及冲击,经过一段时间的使用,可能因疲劳导致最终的断裂,是造成装甲车辆瘫痪的重要原因之一。本文应用力学的相关理论、有限元法、疲劳理论等针对扭力轴进行研究,主要完成了以下研究内容: 运用弹塑性力学及断裂力学的相关原理对扭力轴的强扭理论进行系统的论证。扭力轴的强扭工艺对其疲劳寿命有非常重要的影响,本文在弹塑性力学的范畴内对扭力轴的工作特性进行了理论研究,详细的论证了扭力轴加载、卸载特性及预扭角、残余应力对扭力轴承载能力的影响。 采用有限元法进行分析计算,选用4节点常应变空间单元和8节点空间实体砖单元建立扭力轴有限元分析模型,结合扭力轴实际工况,对模型的一端施加固定约束,另一端施加动态扭转载荷,运用了有限元法中的瞬态动力学分析方法对扭力轴加载后的动态响应进行仿真计算,根据载荷-时间历程,在4.95秒内施加了10个载荷步,完成扭力轴在随机载荷谱下的动力学分析,最终得出扭力轴容易发生断裂的危险位置。 通过结合有限元法与疲劳理论,进行扭力轴疲劳寿命的估算。根据有限元分析的结果,结合路面工况及载荷谱,对扭力轴的疲劳寿命进行估算。本文采用局部应力应变法对扭力轴的疲劳寿命进行估算,根据扭力轴载荷-时间历程,对其进行雨流法处理,通过材料的特征参数结合诺伯(Neuber)公式计算局部的应力、应变,按照R.W.兰德格拉夫公式求出各级载荷的疲劳寿命和对应的疲劳损伤,采用Miner疲劳累计损伤理论估算结构细节的疲劳寿命。
【学位授予单位】:长春理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TJ810.3

【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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