不同載荷下缺口參數(shù)對軸類零件低周疲勞壽命的影響.pdf

1、具有環(huán)形缺口的圓軸構(gòu)件的疲勞問題一直是人們所關(guān)注的熱點問題。目前單軸缺口疲勞的研究已趨成熟,而多軸缺口疲勞壽命有許多問題尚待解決。在工程實際中,只受單軸應(yīng)力狀態(tài)的情況是極少見的。即使外部只受單軸應(yīng)力狀態(tài),在缺口處也往往是處于多軸應(yīng)力狀態(tài),開展缺口軸類零件的疲勞壽命預(yù)測研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。本文通過理論分析和大量實驗,系統(tǒng)研究具有環(huán)形缺口軸的疲勞壽命問題。論文的主要工作和取得的主要成果如下:
　　 (1)總結(jié)影響缺

2、口軸疲勞壽命的影響因素并對其分類分析?；趥鹘y(tǒng)的疲勞壽命模型,建立缺口軸的疲勞壽命估算模型,評判幾種安全壽命預(yù)測模型及其影響因素?；谌笨诩舛烁浇膽?yīng)力場表達(dá)式,得出無量綱因子。應(yīng)用建立的缺口軸疲勞壽命模型,通過計算,得到了缺口半徑、缺口張開角和缺口深度與無量綱因子的關(guān)系表達(dá)式。結(jié)果表明,對具有環(huán)形缺口的圓桿,可以把無量綱因子作為表征參量,統(tǒng)一描述環(huán)形裂紋、環(huán)形鈍裂紋和環(huán)形切口問題。
　　 (2)缺口軸在低周拉壓、懸臂彎曲及懸臂

3、彎扭載荷下的疲勞實驗研究。設(shè)計在立式疲勞試驗機(jī)上進(jìn)行彎曲、扭轉(zhuǎn)和彎扭組合疲勞實驗的組合夾具;在日本島津(SHIMADZU EHF-EM100kN)新型電液伺服疲勞試驗機(jī)上進(jìn)行具有缺口的圓軸在拉壓、懸臂彎曲及懸臂彎扭載荷下的低周疲勞實驗。通過實驗和分析,獲得缺口半徑、缺口深度和缺口張開角在三種載荷條件下對缺口軸疲勞壽命的影響。結(jié)果表明,缺口半徑、缺口深度和缺口張開角都是無量綱因子的函數(shù),而且隨著缺口半徑逐漸增大,缺口軸的疲勞壽命基本呈現(xiàn)增

4、大的趨勢。隨著切徑比的逐漸增大,缺口軸的疲勞壽命呈下降趨勢。缺口張開角在小于90°時,對缺口軸疲勞壽命的影響基本可以忽略,證明了所建立的缺口軸疲勞壽命模型的有效性。
　　 (3)針對影響缺口軸疲勞壽命因素多,且各因素間存在交互作用的問題,提出一種基于Matlab的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多因素疲勞壽命預(yù)測方法。仿真結(jié)果表明,這種方法用來預(yù)測缺口參數(shù)(缺口半徑、缺口深度和缺口張開角)對缺口軸疲勞壽命的影響時具有較高的精度、良好的自適應(yīng)和