Solidworks 2023三維設(shè)計及應(yīng)用教程 課件 7.2.1 彎扭組合階梯軸強(qiáng)度校核

機(jī)電工程學(xué)院商躍進(jìn)歡迎學(xué)習(xí)計算機(jī)三維輔助設(shè)計結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析是零件安全工作的保護(hù)神。7.1快速入門7.2應(yīng)用實踐7.3優(yōu)化設(shè)計7.4多場協(xié)調(diào)7.2應(yīng)用實踐7.2.1彎扭組合階梯軸強(qiáng)度校核7.2.2圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)計7.2.3直齒圓柱齒輪強(qiáng)度設(shè)計7.2.4動車組車體碰撞分析學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行軸靜強(qiáng)度分析：掌握加載區(qū)域分割，軸承約束、扭矩添加進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析：掌握疲勞分析原理、恒幅和變幅載荷壽命預(yù)測。進(jìn)行軸的模態(tài)分析：掌握材料、約束和載荷復(fù)制/粘貼，頻率、振型分析7.2.1階梯軸強(qiáng)度校核一高速軸扭矩T=7000N.m，圓周力Ft=5000N，徑向力Fr=1840N，軸向力Fa=700N，試對該軸進(jìn)行靜強(qiáng)度、剛度、疲勞強(qiáng)度和模態(tài)分析。1.軸的靜強(qiáng)度和剛度校核（1）分割加載區(qū)域（2）局部網(wǎng)格細(xì)化（3）施加軸承約束（4）施加工作載荷（5）靜強(qiáng)度校核（6）彎曲剛度校核靜強(qiáng)度校核：避免瞬時過載，塑性變形剛度校核：避免剛度不足，變形過大（1）分割加載區(qū)域（2）局部網(wǎng)格細(xì)化（3）施加軸承約束（4）施加工作載荷（5）靜強(qiáng)度校核可見最大應(yīng)力為246.2MPa，該值小于45鋼的屈服極限（280MPa），軸不會發(fā)生塑性變形。（6）彎曲剛度校核可見最大彎曲變形為0.2779mm，該值小于軸的撓度許用值（[f]=0.5mm），軸彎曲剛度合格。2.軸的疲勞強(qiáng)度分析（1）疲勞分析基礎(chǔ)（2）S-N曲線添加（3）恒幅疲勞事件（4）變幅疲勞事件軸通常所受的載荷是變化的，因此以疲勞強(qiáng)度分析為主。應(yīng)力比率r=最小應(yīng)力/最大應(yīng)力對稱循環(huán)r=-1，脈動循環(huán)r=0（1）疲勞載荷類型恒幅載荷變幅載荷（2）設(shè)定S-N曲線在已知應(yīng)力比R下的疲勞損傷極限Se及S—N曲線的斜率K，可根據(jù)S-N曲線確定應(yīng)力Smax情況下達(dá)到疲勞損壞的次數(shù)Ni。（3）恒幅疲勞分析可見，軸最短壽命為19.55萬次。1)選定恒幅疲勞2）設(shè)置載荷屬性3）添加恒幅事件4）分析預(yù)測結(jié)果（4）變幅疲勞分析可見，最短壽命是610.1個譜塊。1)選定變幅疲勞2）設(shè)置載荷屬性3）添加恒幅事件4）分析預(yù)測結(jié)果3.軸的模態(tài)分析

軸是彈性體，旋轉(zhuǎn)時由于軸和軸上零件的材料不均勻、制造有誤差或?qū)χ胁涣嫉?，就要產(chǎn)生以離心力為表征的周期性的干擾力，從而引起軸的彎曲振動。如果這種強(qiáng)迫振動的頻率與軸的彎曲自振頻率相重合時，就出現(xiàn)了彎曲共振現(xiàn)象。因此，有必要對軸進(jìn)行模態(tài)分析。尋求結(jié)構(gòu)振動特性（固有頻率和主振型）以便更好地利用或減小振動。（1）復(fù)制材料（2）復(fù)制約束（3）一階振型（4）固有頻率（1）復(fù)制材料（2）復(fù)制約束（3）一階振型如圖，模式1的頻率為1185.1Hz。（4）固有頻率小結(jié)簡要分析加載區(qū)域、軸承約束、扭矩的添加方法介紹了材料、約束等復(fù)制/粘貼