Solidworks 2023三维设计及应用教程 课件 7.2.1 弯扭组合阶梯轴强度校核_第1页
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文档简介

机电工程学院商跃进欢迎学习计算机三维辅助设计结构强度分析结构强度分析是零件安全工作的保护神。7.1快速入门7.2应用实践7.3优化设计7.4多场协调7.2应用实践7.2.1弯扭组合阶梯轴强度校核7.2.2圆柱螺旋压缩弹簧设计7.2.3直齿圆柱齿轮强度设计7.2.4动车组车体碰撞分析学习目标进行轴静强度分析：掌握加载区域分割，轴承约束、扭矩添加进行疲劳强度分析：掌握疲劳分析原理、恒幅和变幅载荷寿命预测。进行轴的模态分析：掌握材料、约束和载荷复制/粘贴，频率、振型分析7.2.1阶梯轴强度校核一高速轴扭矩T=7000N.m，圆周力Ft=5000N，径向力Fr=1840N，轴向力Fa=700N，试对该轴进行静强度、刚度、疲劳强度和模态分析。1.轴的静强度和刚度校核（1）分割加载区域（2）局部网格细化（3）施加轴承约束（4）施加工作载荷（5）静强度校核（6）弯曲刚度校核静强度校核：避免瞬时过载，塑性变形刚度校核：避免刚度不足，变形过大（1）分割加载区域（2）局部网格细化（3）施加轴承约束（4）施加工作载荷（5）静强度校核可见最大应力为246.2MPa，该值小于45钢的屈服极限（280MPa），轴不会发生塑性变形。（6）弯曲刚度校核可见最大弯曲变形为0.2779mm，该值小于轴的挠度许用值（[f]=0.5mm），轴弯曲刚度合格。2.轴的疲劳强度分析（1）疲劳分析基础（2）S-N曲线添加（3）恒幅疲劳事件（4）变幅疲劳事件轴通常所受的载荷是变化的，因此以疲劳强度分析为主。应力比率r=最小应力/最大应力对称循环r=-1，脉动循环r=0（1）疲劳载荷类型恒幅载荷变幅载荷（2）设定S-N曲线在已知应力比R下的疲劳损伤极限Se及S—N曲线的斜率K，可根据S-N曲线确定应力Smax情况下达到疲劳损坏的次数Ni。（3）恒幅疲劳分析可见，轴最短寿命为19.55万次。1)选定恒幅疲劳2）设置载荷属性3）添加恒幅事件4）分析预测结果（4）变幅疲劳分析可见，最短寿命是610.1个谱块。1)选定变幅疲劳2）设置载荷属性3）添加恒幅事件4）分析预测结果3.轴的模态分析

轴是弹性体，旋转时由于轴和轴上零件的材料不均匀、制造有误差或对中不良等，就要产生以离心力为表征的周期性的干扰力，从而引起轴的弯曲振动。如果这种强迫振动的频率与轴的弯曲自振频率相重合时，就出现了弯曲共振现象。因此，有必要对轴进行模态分析。寻求结构振动特性（固有频率和主振型）以便更好地利用或减小振动。（1）复制材料（2）复制约束（3）一阶振型（4）固有频率（1）复制材料（2）复制约束（3）一阶振型如图，模式1的频率为1185.1Hz。（4）固有频率小结简要分析加载区域、轴承约束、扭矩的添加方法介绍了材料、约束等复制/粘贴

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