履帶車輛重要零部件失效分析與壽命預測.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)和扭力軸作為對象，使用有限元應力分析方法模擬了扭力軸的預扭過程、預扭后的應力釋放過程、及履帶車輛行駛時扭力軸的隨機扭轉過程，得出了三種狀態(tài)下扭力軸內(nèi)的應力分布情況，這對于確定扭力軸的薄弱部位、分析其斷裂失效機理具有重要的意義，同時這對于使用計算機進行軸體內(nèi)疲勞壽命分布計算也是必不可少的一環(huán)。在對扭力軸進行了有限元應力分析的基礎上，結合計算機輔助隨機譜疲勞壽命計算的方法預測了某扭力軸在某一

2、隨機載荷譜作用下的疲勞壽命，相對于在專用扭轉試驗機上進行大量的實物實驗來確定扭力軸隨機疲勞壽命的方法，此法具有重大的經(jīng)濟意義。在此基礎上，本文給出了一個估算扭力軸剩余壽命的方法、過程。通過數(shù)值模擬扭力軸預扭處理過程，找到了扭力軸預扭處理的臨界應變角，并同用各中理論假設得出的解析計算值進行了對比，給出了確定扭力軸最佳預扭角度的新方法，這對于通過預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。最后則通過大量的分析計算，研究了扭力軸表

3、面缺陷的形狀尺寸對其疲勞壽命的影響。對于離合器分離環(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理并給出了延長其使用壽命的建議。 表面非均勻磨損是分離環(huán)常見的失效形式。本文首先利用三維激光測量儀對分離彈子槽的表面非均勻磨損進行了定量測量；然后采用顯微分析的手段，結合該分離環(huán)的服役工況分析，對分離環(huán)工作面的失效機理進行了分析研究。結果表明：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

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)過預扭處理，疲勞破壞是其主要失效形式。本文通過數(shù)值分析方法，模擬了扭力軸的預扭過程、預扭后的應力釋放過程、及其隨機扭轉過程，探究了預扭工藝提高扭力軸承載能力的機理，并提出了確定最佳預扭應變角的方法。 為進行扭力軸疲勞壽命的預測，本文還論述了對疲勞實驗數(shù)據(jù)進行處理以得到材料S-N曲線的方法；論述了將載荷譜統(tǒng)計數(shù)據(jù)還原為原始載荷譜的方法。