履帶車輛重要零部件失效分析與壽命預(yù)測(cè).pdf

1、本文以履帶車輛重要零部件中的易損件一主離合器分離環(huán)和扭力軸作為對(duì)象，使用有限元應(yīng)力分析方法模擬了扭力軸的預(yù)扭過(guò)程、預(yù)扭后的應(yīng)力釋放過(guò)程、及履帶車輛行駛時(shí)扭力軸的隨機(jī)扭轉(zhuǎn)過(guò)程，得出了三種狀態(tài)下扭力軸內(nèi)的應(yīng)力分布情況，這對(duì)于確定扭力軸的薄弱部位、分析其斷裂失效機(jī)理具有重要的意義，同時(shí)這對(duì)于使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行軸體內(nèi)疲勞壽命分布計(jì)算也是必不可少的一環(huán)。在對(duì)扭力軸進(jìn)行了有限元應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助隨機(jī)譜疲勞壽命計(jì)算的方法預(yù)測(cè)了某扭力軸在某一

2、隨機(jī)載荷譜作用下的疲勞壽命，相對(duì)于在專用扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行大量的實(shí)物實(shí)驗(yàn)來(lái)確定扭力軸隨機(jī)疲勞壽命的方法，此法具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。在此基礎(chǔ)上，本文給出了一個(gè)估算扭力軸剩余壽命的方法、過(guò)程。通過(guò)數(shù)值模擬扭力軸預(yù)扭處理過(guò)程，找到了扭力軸預(yù)扭處理的臨界應(yīng)變角，并同用各中理論假設(shè)得出的解析計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比，給出了確定扭力軸最佳預(yù)扭角度的新方法，這對(duì)于通過(guò)預(yù)扭處理最大限度地發(fā)揮扭力軸材料的承載潛力具有重要意義。最后則通過(guò)大量的分析計(jì)算，研究了扭力軸表

3、面缺陷的形狀尺寸對(duì)其疲勞壽命的影響。對(duì)于離合器分離環(huán)則使用了掃描電鏡分析、金相分析、顯微硬度分析等方法，研究了其在服役工況下的失效機(jī)理并給出了延長(zhǎng)其使用壽命的建議。 表面非均勻磨損是分離環(huán)常見(jiàn)的失效形式。本文首先利用三維激光測(cè)量?jī)x對(duì)分離彈子槽的表面非均勻磨損進(jìn)行了定量測(cè)量；然后采用顯微分析的手段，結(jié)合該分離環(huán)的服役工況分析，對(duì)分離環(huán)工作面的失效機(jī)理進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明：分離環(huán)彈子槽表面失效的主要原因是沖擊式磨粒磨損。在此基礎(chǔ)

4、上，本文提出了提高分離環(huán)使用壽命的建議措施。 扭力軸是車輛懸掛裝置中的主要零件。一般要經(jīng)過(guò)預(yù)扭處理，疲勞破壞是其主要失效形式。本文通過(guò)數(shù)值分析方法，模擬了扭力軸的預(yù)扭過(guò)程、預(yù)扭后的應(yīng)力釋放過(guò)程、及其隨機(jī)扭轉(zhuǎn)過(guò)程，探究了預(yù)扭工藝提高扭力軸承載能力的機(jī)理，并提出了確定最佳預(yù)扭應(yīng)變角的方法。 為進(jìn)行扭力軸疲勞壽命的預(yù)測(cè)，本文還論述了對(duì)疲勞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以得到材料S-N曲線的方法；論述了將載荷譜統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還原為原始載荷譜的方法。