Solidworks 2023三維設計及應用教程 課件 7.2.1 彎扭組合階梯軸強度校核

機電工程學院商躍進歡迎學習計算機三維輔助設計結構強度分析結構強度分析是零件安全工作的保護神。7.1快速入門7.2應用實踐7.3優(yōu)化設計7.4多場協(xié)調(diào)7.2應用實踐7.2.1彎扭組合階梯軸強度校核7.2.2圓柱螺旋壓縮彈簧設計7.2.3直齒圓柱齒輪強度設計7.2.4動車組車體碰撞分析學習目標進行軸靜強度分析：掌握加載區(qū)域分割，軸承約束、扭矩添加進行疲勞強度分析：掌握疲勞分析原理、恒幅和變幅載荷壽命預測。進行軸的模態(tài)分析：掌握材料、約束和載荷復制/粘貼，頻率、振型分析7.2.1階梯軸強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，試對該軸進行靜強度、剛度、疲勞強度和模態(tài)分析。1.軸的靜強度和剛度校核（1）分割加載區(qū)域（2）局部網(wǎng)格細化（3）施加軸承約束（4）施加工作載荷（5）靜強度校核（6）彎曲剛度校核靜強度校核：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)格細化（3）施加軸承約束（4）施加工作載荷（5）靜強度校核可見最大應力為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.軸的疲勞強度分析（1）疲勞分析基礎（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，因此以疲勞強度分析為主。應力比率r=最小應力/最大應力對稱循環(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）設定S-N曲線在已知應力比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曲線確定應力Smax情況下達到疲勞損壞的次數(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）設置載荷屬性3）添加恒幅事件4）分析預測結果（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）設置載荷屬性3）添加恒幅事件4）分析預測結果3.軸的模態(tài)分析

軸是彈性體，旋轉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，有必要對軸進行模態(tài)分析。尋求結構振動特性（固有頻率和主振型）以便更好地利用或減小振動。（1）復制材料（2）復制約束（3）一階振型（4）固有頻率（1）復制材料（2）復制約束（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、約束等復制/粘貼