復(fù)雜載荷下彈性軸承有限元分析及壽命預(yù)報.pdf

1、彈性軸承作為直升機連接轉(zhuǎn)軸與槳葉的重要部件，其疲勞破壞直接影響飛機安全。根據(jù)彈性軸承的工作條件及結(jié)構(gòu)特點，其疲勞問題的本質(zhì)為橡膠材料的多軸疲勞問題。鑒于橡膠材料的多軸疲勞問題的復(fù)雜性，目前還沒有令人滿意的預(yù)報模型。本文基于目前對橡膠的疲勞問題和金屬材料疲勞問題的研究，對彈性軸承在載荷譜作用下的疲勞壽命問題做了初步的研究，主要工作如下：
　　本文介紹了橡膠疲勞等效參數(shù)法中的幾個常用等效力學(xué)參數(shù)，這些等效參數(shù)法對單軸載荷情況下的疲勞壽

2、命預(yù)報已經(jīng)取得較好效果，但對于多軸情況尚沒有一個力學(xué)參數(shù)取得很好效果。本文詳細介紹了Mars提出的開裂能參數(shù)，并推導(dǎo)了三維情況下的開裂能計算解析式。對幾個常用的等效力學(xué)參數(shù)，包括最大主伸長量、真實Von-Mises應(yīng)變、應(yīng)變能密度、開裂能密度，對橡膠材料的多軸疲勞預(yù)報效果進行了比較，發(fā)現(xiàn)真實Von-Mises應(yīng)變是一個相對較好的等效力學(xué)參數(shù)。本文基于金屬疲勞分析的應(yīng)力場強法，提出用于彈性軸承疲勞分析的應(yīng)變場強法，并提出一個等效剪切應(yīng)變疲

3、勞參數(shù)。利用ANSYS的APDL參數(shù)語言，結(jié)合彈性軸承的幾何特征參數(shù)，編寫了參數(shù)化程序快速建模。對彈性軸承進行了簡單受力分析（包括壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)），其剛度-變形關(guān)系的計算結(jié)果較好。對彈性軸承所承受的疲勞載荷譜（31種復(fù)雜工況）進行了模擬分析。根據(jù)計算結(jié)果比較，發(fā)現(xiàn)提出的等效剪切應(yīng)變峰值位置與彈性軸承真實破壞的區(qū)域一致，因此可以認為等效剪切應(yīng)變是一個合理的疲勞分析參數(shù)。結(jié)合純扭轉(zhuǎn)載荷下的有限元計算結(jié)果，推導(dǎo)出等效剪切應(yīng)變與實驗觀測的名義