3＃加氫反應(yīng)物空冷器風(fēng)機(jī)傳動軸裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子有限元分析.pdf

1、風(fēng)機(jī)的用途主要在冶煉、石油化工、電力、地下軌道交通、紡織、船舶等領(lǐng)域以及各種場所的通風(fēng)和換氣。傳動軸作為風(fēng)機(jī)傳遞動力過程中的一項重要機(jī)械零部件，主要起傳動動力和運(yùn)動的作用，在其工作過程中容易發(fā)生脆性斷裂失效，導(dǎo)致軸無法正常工作，給許多企業(yè)帶來重大的損失，甚至造成安全事故，因此對于此類結(jié)構(gòu)發(fā)生脆斷的原因進(jìn)行研究具有重要意義。
　　本研究課題來源于中石化武漢分公司機(jī)動處委托的科研項目。傳動軸在長期服役工作過程中，常在階梯處出現(xiàn)裂紋導(dǎo)致

2、軸的破壞，本文以工程實(shí)際過程中3＃加氫風(fēng)機(jī)傳動軸在階梯處開裂失效為背景，研究裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致軸的斷裂的問題，對軸斷口進(jìn)行宏觀外貌分析和微觀檢測分析,并運(yùn)用有限元方法對傳動軸階梯處橢圓裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行了數(shù)值研究。通過建立含三維裂紋的子模型和與之相匹配的裝配模型,組合成了階梯處帶橢圓裂紋的傳動軸的斷裂力學(xué)有限元分析模型。
　　建模時在階梯軸連接處分別設(shè)置了直角階梯和圓角階梯兩種過渡方式，先對階梯處無裂紋的傳動軸進(jìn)行了應(yīng)力計算，然后對階

3、梯處含裂紋的傳動軸進(jìn)行了應(yīng)力強(qiáng)度因子的計算，經(jīng)過對比計算發(fā)現(xiàn)圓角確實(shí)可以減小應(yīng)力集中的問題，也可減小應(yīng)力強(qiáng)度因子。同時對模型的計算進(jìn)行了延伸擴(kuò)展，改變不同的變量來觀察裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化情況。其中包括階梯高度的變化、圓角曲率半徑的變化、裂紋長度的變化和裂紋深度的變化，將數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，繪制出了裂紋前沿節(jié)點(diǎn)應(yīng)力強(qiáng)度因子因子的變化規(guī)律。
　　通過本文的計算，可將計算結(jié)果與其他軸類材料聯(lián)系起來。無論裂紋多深，長度多長，均可以計算