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应用层次分析法研究磨损对轴类件疲劳寿命的影响

段轩  
【摘要】: 在甘肃省自然科学基金资助下,针对轴在整个生命周期中经常出现的疲劳问题,开展疲劳影响因素的研究,着重研究了疲劳磨损对轴寿命影响。 轴是机械中最常见的零件,作为关键主承力的构件,现代工程对其提出了高承载、长寿命、高可靠使用、抗恶劣环境等要求,而轴的疲劳是最主要的破坏形式之一,同时影响轴疲劳寿命的因素也很多,因此抗疲劳研究具有重要的理论意义。基于此,本文首先对机械构件的失效进行了认识,然后在此基础上分析了轴的疲劳可靠性,对轴疲劳的各个影响因素进行了全面的归类分析,根据影响轴疲劳寿命因素多,且复杂的情况,提出了应用AHP(层次分析法)来分析这些因素。在传统轴的各种强度和振动计算设计理论基础上,利用AHP(层次分析法)将轴疲劳因素视为复杂递阶层次结构的多因素多指标决策问题,建立阶梯轴疲劳寿命影响因素分级标准;然后对于影响轴寿命,常引起疲劳的重点因素——疲劳磨损进行了研究,最后得到: 1、影响轴的寿命的因素很多,而且总是多因素影响,相互影响。根据它们的不同特点,将这些因素进行归类分析,划分为五大类,可以利用AHP计算各自的权重。 2、对于某阶梯轴,利用AHP计算,得到影响轴寿命五大类23种因素的影响权重;在这些因素中,以外载荷、疲劳磨损、微裂纹等几个因素总是显示主要的作用,而且它们的权重远大于其它元素引起轴寿命的权重。通过量化指标确定模型中考虑因素的多寡,在此基础上得到了阶梯轴疲劳影响因素的分级标准。 3、轴疲劳的本质是剥层理论。以AHP得到的影响轴疲劳寿命的各因素权重为修整系数,得到磨损量和磨损速率的修正计算模型,并以此得到了轴寿命的预测模型。


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