榫槽模擬件優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和方法研究.pdf

1、可靠性作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，已受到世界各工業(yè)國家的高度重視?？煽啃栽囼?yàn)數(shù)據(jù)的獲得需要做大量的試驗(yàn)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件造價(jià)很高，疲勞試驗(yàn)的費(fèi)用昂貴，試驗(yàn)件數(shù)少，所以很難得到輪盤結(jié)構(gòu)的可靠性壽命。因此設(shè)計(jì)出模擬件代替實(shí)際構(gòu)件，來進(jìn)行可靠性試驗(yàn)是十分必要的，這也是模擬件設(shè)計(jì)的意義所在。本文以飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤的壽命試驗(yàn)為例，就模擬件優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論和方法展開討論，具體內(nèi)容如下： 1.應(yīng)用ANSYS對輪盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。由分析結(jié)果的

2、等值線圖可以看出，應(yīng)力集中的區(qū)域在榫槽槽底中間部位圓弧的一側(cè)。確定出最大應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變情況，并以此作為設(shè)計(jì)模擬件的依據(jù)。 2.基于模擬理論提出局部應(yīng)力法。由S-N曲線分析可知，若應(yīng)力保持一致，既可滿足壽命一致。又根據(jù)疲勞累積損傷和圣維南原理，確定模擬件設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)力一致性的模擬準(zhǔn)則和模擬件設(shè)計(jì)的一般方法。 3.應(yīng)用局部應(yīng)力法設(shè)計(jì)模擬件。在得到比較合適的缺口形狀后，分別按最大主應(yīng)力比近似、應(yīng)力分量比近似和應(yīng)力梯度近似設(shè)

3、計(jì)模擬件，得到合適的模擬件尺寸值。 4.運(yùn)用回歸分析，確定模擬件結(jié)構(gòu)的主要影響因素與應(yīng)力的關(guān)系式。通過ANSYS的APDL語言實(shí)現(xiàn)有限元分析的參數(shù)化，并使用宏語言控制程序流程，實(shí)現(xiàn)模擬件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 5.嘗試應(yīng)用壽命模型設(shè)計(jì)模擬件。依據(jù)低循環(huán)壽命模型中的應(yīng)變分布影響系數(shù)壽命模型，得到應(yīng)變梯度近似的設(shè)計(jì)方法。調(diào)整確定出新的模擬件形狀，利用APDL參數(shù)化語言建立模型，分析確定適當(dāng)?shù)哪M件尺寸值。 本文通過對輪盤榫