榫槽模擬件優(yōu)化設計的理論和方法研究.pdf

1、可靠性作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標，已受到世界各工業(yè)國家的高度重視。可靠性試驗數(shù)據(jù)的獲得需要做大量的試驗，由于發(fā)動機構(gòu)件造價很高，疲勞試驗的費用昂貴，試驗件數(shù)少，所以很難得到輪盤結(jié)構(gòu)的可靠性壽命。因此設計出模擬件代替實際構(gòu)件，來進行可靠性試驗是十分必要的，這也是模擬件設計的意義所在。本文以飛機發(fā)動機輪盤的壽命試驗為例，就模擬件優(yōu)化設計的理論和方法展開討論，具體內(nèi)容如下： 1.應用ANSYS對輪盤結(jié)構(gòu)進行有限元分析。由分析結(jié)果的

2、等值線圖可以看出，應力集中的區(qū)域在榫槽槽底中間部位圓弧的一側(cè)。確定出最大應力點的應力和應變情況，并以此作為設計模擬件的依據(jù)。 2.基于模擬理論提出局部應力法。由S-N曲線分析可知，若應力保持一致，既可滿足壽命一致。又根據(jù)疲勞累積損傷和圣維南原理，確定模擬件設計中進行應力一致性的模擬準則和模擬件設計的一般方法。 3.應用局部應力法設計模擬件。在得到比較合適的缺口形狀后，分別按最大主應力比近似、應力分量比近似和應力梯度近似設

3、計模擬件，得到合適的模擬件尺寸值。 4.運用回歸分析，確定模擬件結(jié)構(gòu)的主要影響因素與應力的關系式。通過ANSYS的APDL語言實現(xiàn)有限元分析的參數(shù)化，并使用宏語言控制程序流程，實現(xiàn)模擬件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計。 5.嘗試應用壽命模型設計模擬件。依據(jù)低循環(huán)壽命模型中的應變分布影響系數(shù)壽命模型，得到應變梯度近似的設計方法。調(diào)整確定出新的模擬件形狀，利用APDL參數(shù)化語言建立模型，分析確定適當?shù)哪M件尺寸值。 本文通過對輪盤榫