重载万向联轴器十字轴强度分析及结构优化

运用CATIA对重载十字轴式万向联轴器进行几何建模,利用ANSYS Workbench对十字轴进行了应力分析、变形分析,并对十字轴进行结构强度计算,分析得到危险截面的Equivalent Von-Mises Stress与理论计算值基本相符。应力分析得到十字轴应力集中出现在两个相邻轴颈间的过渡圆角处,与十字轴实际应用时发生断裂的部位一致。对轴根过渡曲线进行结构设计,优化后结果表明十字轴轴根采用双曲率型线过渡曲线结构比采用单曲率大圆弧过渡曲线时,十字轴最大等效应力和总变形量都有所降低。     

某SWC-BH型十字轴式万向联轴器强度与模态分析

为了解某公司在白车身焊装生产线往复杆输送系统中所采用的SWC-BH型十字轴式万向联轴器能否在实际运行中满足使用要求,采用CATIA软件对十字轴式万向联轴器进行三维建模,利用有限元软件Abaqus/CAE中模态分析模块及静力学分析模块,按照其实际使用工况,对十字轴式万向联轴器水平运输阶段进行结构强度分析与模态分析。结果表明,在水平运输阶段出现强制停机而导致十字轴式万向联轴器发生扭转急停现象时,联轴器上最大等效应力值达到了510.8 MPa,位于输出端十字轴承轴肩处,所有部件的最大等效应力值范围在159.3～510.8 MPa,除两端的十字轴承外,其余部件均没有超过其材料的许用应力;两端十字轴承轴肩处的应力已超过其材料的许用应力,会发生断裂,提出了一些失效原因及改进措施。在模态分析中,从联轴器的振型位移图可以发现,振动位移量最大值为7.374 mm,但该联轴器实际转动频率为11.6 Hz,小于第一阶固有频率13.826 Hz,可以有效避免共振,为十字轴式万向联轴器选型、设计及汽车主机厂实际操作提供了一定的帮助与借鉴。     

十字轴式万向联轴器强度与模态分析

采用Solid Works三维软件建立十字轴式万向联轴器实体模型,使用ANSYS Workbench中静力学分析模块与模态分析模块,分别进行强度分析和模态分析。通过强度分析得出,最大等效应力值出现在十字轴轴颈过渡圆角处,满足其强度使用要求。通过分析,可为十字轴式万向联轴器的优化设计和疲劳寿命的分析提供新思路。     

轧管机万向联轴器受力分析与扭矩测试

以有限元软件ANSYS为基础,对万向联轴器进行了强度、刚度分析,得出万向联轴器的轴颈和十字轴根部两处应力最大的结论,对此两位置采用焊接型电阻应变片技术设置应力测点,从而对结构复杂的万向联轴器进行扭矩测试。     

万向十字轴轴根过渡结构的优化设计和分析

提出变曲率过渡曲线理论,单纯从形状上寻求应力集中系数小的万向十字轴轴根过渡曲线。将双曲率圆弧曲线、椭圆曲线和流线形曲线作为万向十字轴轴根过渡曲线来降低应力集中从而提高万向十字轴的使用寿命;建立了三种过渡曲线的曲线方程,给出双曲率圆弧过渡曲线、椭圆弧过渡曲线及流线形曲线的设计实例,并进行了有限元分析。结果表明提出的三种曲线可以有效降低万向十字轴轴根的应力集中。     

十字轴表面裂纹仿真与材料的断裂韧性试验

针对万向联轴器十字轴结构安全性问题，从表面缺陷裂纹应力强度因子角度分析十字轴断裂情况。建立十字轴三维模型，运用ANSYS WorkBench对十字轴进行静力学分析，找出十字轴轴径圆弧处应力最大。然后在分析后的模型中插入半椭圆形裂纹，进行表面裂纹分析。最后，在低周疲劳试验机上进行三点弯曲试验与柔度法得到十字轴材料的平面断裂韧性。研究结果表明：在十字轴轴径处裂纹大小长半轴半径c=5mm，短半轴半径a=1mm的半椭圆形裂纹得到十字轴应力强度因子大于材料试验的KIC，十字轴出现裂纹断裂。     

汽车传动轴轴颈断裂分析与优化

针对某汽车在试车过程中传动轴中十字轴断裂失效,通过对十字轴的轴颈断裂处进行失效分析、运动分析、试验分析、理论分析、有限元分析等,研究十字轴断裂失效的原因。根据实际工作状态,试验分析得出十字轴的平均寿命,通过运动分析、理论分析和有限元分析确定了十字轴发生断裂失效的原因,得出十字轴轴颈处应力云图规律。十字轴轴颈根部处采用椭圆形曲线、三次样条曲线、圆弧蜕变过渡曲线、双曲线时,轴颈根部处的最大弯曲应力均比采用单圆弧曲线时要小。结果表明:十字轴发生断裂的主要原因之一是十字轴轴颈处发生了应力集中现象。分析结果为十字轴生产与加工提供参考依据。     

中厚板轧机万向联轴器故障分析及解决措施

从宏观、微观断口、显微组织及显微硬度等几个方面对中厚板轧机万向联轴器断裂的十字轴进行研究,并分析在轧制过程中相关参数,结果表明主要是万向联轴器规格小、十字轴轴头第二个台阶根部过渡圆角小及机加工粗糙导致了十字轴疲劳断裂。提出了改进万向联轴器结构、加大其规格以及改善轧制工艺等项措施。     

斜辊矫直机主传动联轴器的有限元分析

采用有限元软件ANSYS对ψ168斜辊矫直机主传动系统十字轴式万向联轴器进行了有限元分析,确定了应力分布状况、危险部位及其产生的原因,对影响十字轴强度的尺寸进行了改进,对改进前后应力分布情况进行了对比,并将理论值与现场实测值进行比较,验证有限元的合理性和准确性.分析结果为斜辊矫直机主传动系统的设计使用及维护提供了较为准确的理论分析基础,对同类矫直机主传动系统的力能参数计算、工艺参数设计等方面具有很好的参考价值.     

实测载荷下万向联轴器叉头疲劳寿命分析

针对某中厚板厂粗轧机十字轴式万向联轴器的叉头断裂事故,通过采集接轴的应变数据,生成应变历史曲线,对现场测试的数据进行分析,得到实测的载荷时间历程。采用ANSYS与ANSYS/FE-SAFE软件对万向联轴器进行了静力学强度分析与疲劳寿命分析,找到叉头与十字轴的应力集中区和最大应力值,确定了叉头的最危险部位,估算出万向联轴器叉头的疲劳寿命与其疲劳安全系数。据此,判断出叉头断裂的原因,为叉头的结构设计及工作条件分析提供了理论依据。