復(fù)雜載荷下彈性軸承有限元分析及壽命預(yù)報(bào).pdf

1、彈性軸承作為直升機(jī)連接轉(zhuǎn)軸與槳葉的重要部件，其疲勞破壞直接影響飛機(jī)安全。根據(jù)彈性軸承的工作條件及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其疲勞問(wèn)題的本質(zhì)為橡膠材料的多軸疲勞問(wèn)題。鑒于橡膠材料的多軸疲勞問(wèn)題的復(fù)雜性，目前還沒(méi)有令人滿意的預(yù)報(bào)模型。本文基于目前對(duì)橡膠的疲勞問(wèn)題和金屬材料疲勞問(wèn)題的研究，對(duì)彈性軸承在載荷譜作用下的疲勞壽命問(wèn)題做了初步的研究，主要工作如下：
　　本文介紹了橡膠疲勞等效參數(shù)法中的幾個(gè)常用等效力學(xué)參數(shù)，這些等效參數(shù)法對(duì)單軸載荷情況下的疲勞壽

2、命預(yù)報(bào)已經(jīng)取得較好效果，但對(duì)于多軸情況尚沒(méi)有一個(gè)力學(xué)參數(shù)取得很好效果。本文詳細(xì)介紹了Mars提出的開(kāi)裂能參數(shù)，并推導(dǎo)了三維情況下的開(kāi)裂能計(jì)算解析式。對(duì)幾個(gè)常用的等效力學(xué)參數(shù)，包括最大主伸長(zhǎng)量、真實(shí)Von-Mises應(yīng)變、應(yīng)變能密度、開(kāi)裂能密度，對(duì)橡膠材料的多軸疲勞預(yù)報(bào)效果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)真實(shí)Von-Mises應(yīng)變是一個(gè)相對(duì)較好的等效力學(xué)參數(shù)。本文基于金屬疲勞分析的應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)法，提出用于彈性軸承疲勞分析的應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)法，并提出一個(gè)等效剪切應(yīng)變疲

3、勞參數(shù)。利用ANSYS的APDL參數(shù)語(yǔ)言，結(jié)合彈性軸承的幾何特征參數(shù)，編寫(xiě)了參數(shù)化程序快速建模。對(duì)彈性軸承進(jìn)行了簡(jiǎn)單受力分析（包括壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)），其剛度-變形關(guān)系的計(jì)算結(jié)果較好。對(duì)彈性軸承所承受的疲勞載荷譜（31種復(fù)雜工況）進(jìn)行了模擬分析。根據(jù)計(jì)算結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)提出的等效剪切應(yīng)變峰值位置與彈性軸承真實(shí)破壞的區(qū)域一致，因此可以認(rèn)為等效剪切應(yīng)變是一個(gè)合理的疲勞分析參數(shù)。結(jié)合純扭轉(zhuǎn)載荷下的有限元計(jì)算結(jié)果，推導(dǎo)出等效剪切應(yīng)變與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的名義