曳引機機座和端蓋有限元結(jié)構(gòu)分析畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計</b></p><p>　　題 目： 曳引機機座和端蓋有限元結(jié)構(gòu)分析 </p><p>　　院 系： 機械工程學院 </p><p>　　專業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化 班級： 學號：</p>

2、<p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　完成日期： 2014年5月20日 </p><p>　　誠 信 聲 明</p>

3、<p><b>　　本人聲明：</b></p><p>　　1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果；</p><p>　　2、據(jù)查證，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機構(gòu)的學位而使用過的材料；</p><p>　

4、　3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）中的所有內(nèi)容均真實、可信。</p><p>　　作者簽名： 日期： 2013年12月27日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書</p><p>　　設(shè)計（論文）題目： 曳引機機座和端蓋有限元結(jié)構(gòu)分析 </p>&l

5、t;p>　　姓名 劉亮 系別 機械工程學院 專業(yè)機械設(shè)計制造及自動化 班級學號</p><p><b>　　基本任務及要求：</b></p><p>　　1．完成本課題的開題報告（含文獻綜述）； </

6、p><p>　　2．對曳引機機座和端蓋的工作原理進行分析論證，并利用Solid Works 2012對其進行三維建模； </p><p>　　3．利用Solid Works 2012對曳引機機座和端蓋進行靜力學分析，結(jié)構(gòu)疲勞分析和結(jié)構(gòu)模態(tài)分析； </p><p>　　4．撰

7、寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 </p><p>　　二、進度安排及完成時間：</p><p>　　1．宣布畢業(yè)設(shè)計任務 、明確課題要求，收集、閱讀相關(guān)資料； 0.5周</p><p>　　2．.調(diào)查研究、分析課題要求、完成開題報告和畢業(yè)實習；

8、 2.5周</p><p>　　3．課題方案論證 ； 2周</p><p>　　4．三維建模及有限元分析： 2周 </p><p>　　1

9、）結(jié)構(gòu)靜力學分析 2周</p><p>　　2）結(jié)構(gòu)疲勞分析 2周</p><p>　　3）結(jié)構(gòu)模態(tài)分析

10、 2周</p><p>　　5．撰寫畢業(yè)設(shè)計計算說明書 2周</p><p>　　6．答辯 1周</p><

11、p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p>　　1.1 項目背景及意義3</p><p>　　

12、1.2 課題研究的現(xiàn)狀與發(fā)展4</p><p>　　1.3 課題研究的方案和步驟5</p><p>　　第二章 曳引機機座和端蓋圖6</p><p>　　2.1 機座和端蓋2D零件圖6</p><p>　　2.2 Solid Works建模工程流程7</p><p>　　2.3 曳引機整體受力和3D模型8

13、</p><p>　　2.4 曳引機整體安裝網(wǎng)格化8</p><p>　　第三章 結(jié)構(gòu)靜力學分析9</p><p>　　3.1 線性靜力學分析基礎(chǔ)知識9</p><p>　　3.1.1靜力學分析概述9</p><p>　　3.1.2靜力學分析的一般流程10</p><p>　　3.2

14、 機座及端蓋的有限元仿真11</p><p>　　3.2.1材料類型11</p><p>　　3.2.2單元類型11</p><p>　　3.2.3網(wǎng)格劃分12</p><p>　　3.3 載荷及邊界條件14</p><p>　　3.3.1整體受力14</p><p>　　3.3.2

15、機座和端蓋的約束及受力16</p><p>　　3.3.3有限元模型的加載和約束16</p><p>　　3.4 應力應變及安全性能分析17</p><p>　　3.4.1機座及端蓋采用QT400材料17</p><p>　　3.4.2機座及端蓋采用HT300材料25</p><p>　　3.5 結(jié)構(gòu)靜力學結(jié)

16、果分析28</p><p>　　3.5.1機座及端蓋的強度、剛度分析以及不同工況對比28</p><p>　　3.5.2兩種材料選配方案的比較29</p><p>　　第四章 結(jié)構(gòu)疲勞分析31</p><p>　　4.1 疲勞分析基礎(chǔ)知識31</p><p>　　4.1.1疲勞分析知識概述31</p

17、><p>　　4.1.2關(guān)于Solid Works Simulation疲勞分析參數(shù)闡述32</p><p>　　4.1.3疲勞分析操作流程39</p><p>　　4.2 機座及端蓋有限元建模39</p><p>　　4.2.1材料疲勞載荷的設(shè)定39</p><p>　　4.2.2材料疲勞曲線39</p&

18、gt;<p>　　4.3 結(jié)構(gòu)疲勞分析及結(jié)果總結(jié)40</p><p>　　4.3.1材料為QT400疲勞分析結(jié)果41</p><p>　　4.3.2材料為HT300疲勞分析結(jié)果45</p><p>　　4.4 疲勞分析結(jié)果及論證49</p><p>　　第五章 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析50</p><p>

19、;　　5.1 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析基礎(chǔ)知識50</p><p>　　5.2 機座及端蓋有限元建模50</p><p>　　5.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)分析及結(jié)果總結(jié)51</p><p>　　5.3.1 QT400機座及端蓋模態(tài)分析結(jié)果51</p><p>　　5.3.2 HT300機座及端蓋模態(tài)分析結(jié)果55</p><p>　　

20、5.3.3 QT400和HT300端蓋模態(tài)分析結(jié)果58</p><p>　　5.4 結(jié)構(gòu)模態(tài)結(jié)果分析64</p><p><b>　　結(jié) 論65</b></p><p><b>　　致 謝66</b></p><p><b>　　參考文獻67</b></

21、p><p>　　曳引機機座及端蓋的有限元結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　摘要：曳引機機座和端蓋是曳引機主要支撐部件，其性能直接影響電梯的可靠度和安全性，對其進行有限元分析從而改善其性能是急需的，有著重大意義。</p><p>　　本次設(shè)計采用Solid Works 2012對曳引機主要支撐部件機座及端蓋進行三維建模，再根據(jù)電梯平穩(wěn)和加速運行時兩種不同工況的分析情況，用So

22、lid Works 2012有限元方法對其靜力學分析，計算其位移，應變和應力以及其安全系數(shù)。為準確了解該型號曳引機主要支撐部件(機座及端蓋)的使用壽命，從而提高其可靠性，在靜力學結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上分析了該型機座和端蓋的疲勞壽命。通過查看損壞百分比，生命周期和載荷因子等指標來評判該結(jié)構(gòu)的疲勞性能?？紤]到曳引機支撐部件在外界載荷作用下將產(chǎn)生振動，為了評價其固有振型和頻率，運用模態(tài)分析技術(shù)和有限元方法在Solid Works 2012軟件下分析

23、了其模態(tài)。進一步根據(jù)兩種不同材料對其結(jié)構(gòu)靜力學，疲勞壽命和模態(tài)分析進行了比較，根據(jù)其強度，剛度，疲勞壽命進行優(yōu)化改進，提高其綜合性能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：曳引機; 有限元; 疲勞壽命; 模態(tài)分析;Solid Works 2012; 靜力學分析</p><p>　　The finite element analysis of motor end shield and frame&l

24、t;/p><p>　　Abstract: The frame and end shield are the main support components of elevator motor. It directly affect the reliability and safety of the elevator. It is a great significance to carry on the finite

25、element analysis to improve property of levator motor.</p><p>　　The 3D model ,the main supported part of elevator motor (frame and end shield) were built by the Solid Works 2012. The statics displacement, st

26、rain and stress were calculated according to the two different cases of elevator —working normal and working more faster. In order to understand the frame and end shield’s working life and make sure the reliability of it

27、, the fatigue life about the frame and end shield of the motor were analyzed which based on the result of statics analysis. The fatigue </p><p>　　Keywords: Elevator motor; the finite element analysis；Fatigu

28、e life; Modal analysis; Solid Works 2012; Static analysis </p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 項目背景及意義</p><p>　　近年來,我國城市的高層建筑日益增多,因而對電梯制造業(yè)提出了新的要求。電梯是當今世界高層建筑中不可缺少的垂直方向交

29、通運輸工具，給人民的生活帶來了便利和舒適感，特別在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會和經(jīng)濟貿(mào)易活動中，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標志。電梯作為垂直運輸?shù)纳翟O(shè)備，在高層建筑中可以將乘客和貨物安全、合理、高效地送到不同的樓層。由于這些優(yōu)點，在超高層建筑飛速崛起的今天，電梯和電梯技術(shù)已經(jīng)成為與人們工作生活息息相關(guān)的重要組成部分。</p><p>　　電梯作為用電的設(shè)備，其中電梯曳引機和驅(qū)動控制系統(tǒng)是主要用電對象。曳引機是電梯的核

30、心部件，主要由同步電動機、曳引輪和制動系統(tǒng)組成，其中主要承載部件包括三部分：一部分是由機座和端蓋構(gòu)成的支撐部件，一部分是由軸輪轂、輪輻、曳引輪構(gòu)成的運轉(zhuǎn)部件，另外一部分是由制動瓦、制動臂及制動桿構(gòu)成的制動部件。曳引機機座和端蓋是曳引機主要支撐部件，它的尺寸和材料參數(shù)還影響著曳引機整體尺寸和重量，并且在很大程度上影響著電梯的可靠性。機座和端蓋的破壞通常是受到地腳安裝處螺栓預緊和振動導致，另外機座和端蓋軸承安裝處受到轉(zhuǎn)子帶動軸承的壓力載荷作

31、用有可能導致變形?！俺鞘?，讓生活更美好”，隨著人民生活水平的日益提高，對住房、娛樂場所的需求也日趨緊迫，高樓大夏如雨后春筍般崛起。正因為此，電梯成為了人們工作生活中高頻接觸的東西，機座和端蓋作為曳引機的主要支撐部件，其疲勞損壞，強度和剛度不夠均會嚴重后果。影響強度、剛度和模態(tài)的因素有機座和端蓋的材料屬性和結(jié)構(gòu)特性，為了保證足夠的強度和剛度，又不至于造成成本過高，確保其安全、高效的工作，對其進行靜力學分析、疲勞壽命和模態(tài)狀況分析是必要和急

32、需的。</p><p>　　本次設(shè)計通過有限元的分析方法，根據(jù)機座和端蓋的實際結(jié)構(gòu)和承載情況，較為準確地分析出它們的應力分布情況和疲勞度以及固有振動頻率和振型，從而由這些重要的數(shù)據(jù)，并進一步分析出曳引機機座和端蓋振動的主要失效形式和危險位置，并且可以為試驗模態(tài)分析提供實際依據(jù)，相互比較，診斷出結(jié)構(gòu)的故障和隱患，然后進行改進，提高工作中工作效率，避免由于它的振動造成的事故。</p><p>

33、　　1.2 課題研究的現(xiàn)狀與發(fā)展</p><p>　　近年來， 隨著計算機技術(shù)的普及和計算速度的不斷提高， 有限元分析方法在工程設(shè)計和分析中，已成為解決復雜工程分析計算問題的有效途徑。FEA也稱為有限元法，是一種求解關(guān)于場問題的一系列偏微分方程的數(shù)值方法。有限元作為CAE技術(shù)中的一種關(guān)鍵計算方法，以其獨有的魅力得到了越來越廣泛的發(fā)展和應用。目前，已出現(xiàn)了不同形態(tài)的有限元方法，并由此產(chǎn)生了一批非常成熟的通用和專業(yè)的

34、有限元商業(yè)軟件。 </p><p>　　曳引機的支撐部分的靜力學分析、疲勞和模態(tài)分析等一直是研究的熱點問題，近年來，隨著有限元理論的發(fā)展，基于有限元法的機座和端蓋的研究，越來越倍受關(guān)注。Solid Works 2012具備一階實體四面體單元、二階實體四面體單元、一階三角形殼單元、二階三角形殼單元和橫梁單元。具備三種材料模型庫，也可以對材料進行自定義或安裝企業(yè)所需的材料庫模型，具備模擬大多數(shù)典型工程材料的性能，其中

35、包括金屬、非金屬、橡膠、木材、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土等材料。同時，Solid Works 2012不僅具備十分豐富的外部載荷約束條件設(shè)置，還擁有強大的約束連接設(shè)置，能真實的模擬彈簧、螺栓、點焊等連接關(guān)系，充分分析間隙、過渡、過盈配合，可以從三維笛卡爾坐標系、圓柱坐標系和球面坐標系對結(jié)果進行觀察分析。作為通用的模擬分析工具，Solid Works 2012不僅能解決結(jié)構(gòu)分析中的問題（應力/位移），還能模擬和研究各種領(lǐng)域中的問題，

36、如熱力傳導、跌落測試、屈曲分析、非線性分析、線性動力學分析、壓力容器設(shè)計分析和優(yōu)化分析。用Solid Works 2012做有限元分析越來越受到大眾的青睞，因為他具有強大三維建模功能，</p><p>　　1.3 課題研究的方案和步驟</p><p>　　本課題應用有限元分析軟件，通過建立各部件有限元仿真模型及整機裝配模型，并模擬實際受力狀況，對曳引機的主要部件，即由機座和端蓋組成的支撐部

37、件，進行特定工況下的位移、應變、應力及安全性能分析，從而對整機及部件的機械強度與剛度出正確評估預測。首先，為了得到較為精確的分析結(jié)果，本次課題將采用階實體四面體單元，因為階實體四面體單元能很好的模擬真實的變形形狀，再通過網(wǎng)格控制功能，對關(guān)鍵部位進行網(wǎng)格加密，節(jié)省計算時間，為以后分析計算的精準性打下牢固的基礎(chǔ)；再對模型賦予不同的材質(zhì)，觀察和分析不同材質(zhì)對其強度和剛度的影響，通過對不同材料的位移、應力、應變及安全系數(shù)的比較，得出靜力學分析結(jié)

38、論。為準確了解其使用壽命，在靜力學解算出模型的位移和應力應變的基礎(chǔ)上，借助Solid Works Simulation,根據(jù)實際情況，采用FFE Plus解算模型平穩(wěn)和加速運行工況下的疲勞性能，通過損壞、生命和載荷因子等參數(shù)對其疲勞壽命進行了分析?？紤]到曳引機支撐部件在外界載荷作用下將產(chǎn)生振動，為了評價其固有振型和頻率，運用模態(tài)分析技術(shù)的有限元方法在Solid Works 2012軟件下解算模型并抽取特征值分析了其模態(tài)。</p&g

39、t;<p>　　一般有限元分析軟件基本操作步驟一致，分為前處理，求解和后處理3大步驟，Solid Works 2012有限元分析具體細分為7步驟：選擇分析類型→賦予應用材料→添加約束關(guān)系→施加外部載荷→劃分網(wǎng)格→運行算例→查看結(jié)果文件。這里基于曳引機機座和端蓋的靜力學、疲勞和模態(tài)分析采用的基本流程是：分析問題并了解其基本知識，三維建模，創(chuàng)建有限元模型，計算求解和分析論證結(jié)果。</p><p>　　第

40、二章 曳引機機座和端蓋圖</p><p>　　2.1 機座和端蓋2D零件圖</p><p>　　曳引機的機座和端蓋的二維零件圖分別如下圖2.1和2.2所示：</p><p>　　圖2.1 曳引機機座零件圖</p><p>　　圖2.2 曳引機端蓋零件圖</p><p>　　2.2 Solid Works建模工程流程&

41、lt;/p><p>　　根據(jù)零件圖，利用Solid Works 2012軟件進行產(chǎn)品的三維設(shè)計，必須先了解該軟件的設(shè)計工作流程，就是說在設(shè)計零部件的過程中需對零部件形成的形成過程有一個比較流暢的設(shè)計思路，明確先大局，后小節(jié)；先整體，后細節(jié)的產(chǎn)品形成流程。</p><p>　　使用Solid Works 2012進行三維設(shè)計，同時，按照軟件設(shè)計的產(chǎn)品設(shè)計流程進行一步一步的建立。在對Solid W

42、orks 2012中的零部件進行建模中，在總體上可以將其分為以下流程進行建立，如圖2-3所示：</p><p>　　圖2.3 Solid Works 建模工程流程圖</p><p>　　2.3 曳引機整體受力和3D模型</p><p>　　該曳引機主要受重力作用，輪轂上受到電梯橋廂對它的拉力和轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的力矩，轉(zhuǎn)子上電磁作用產(chǎn)生的力矩和定子上產(chǎn)生的反作用力矩。<

43、/p><p>　　曳引機整體安裝在工字鋼梁上，包括曳引機轉(zhuǎn)子環(huán)、轉(zhuǎn)子、曳引輪、后端蓋、前軸承外蓋、轉(zhuǎn)軸、前軸承、后軸承、花鍵、螺釘、機座、工字鋼梁等主要部件，部件中的修飾或裝配圓角、導角等非結(jié)構(gòu)性設(shè)計被簡化。</p><p>　　2.4 曳引機整體安裝網(wǎng)格化</p><p>　　曳引機有限元網(wǎng)格模型采用二階實體四面體單元劃分網(wǎng)格方式，并生成其爆炸視圖。裝配中為了簡化模型

44、，端蓋和機座采用“結(jié)合”的連接方式，既不影響結(jié)論的得出，又節(jié)省計算時間，其他部分的接觸采用的面面結(jié)合的接觸方式，從而保證總裝圖的各個部件之間能夠進行有效的約束。邊界條件施加情況如下，工字鋼梁兩端面的6個自由度均被約束住，施加在曳引輪、定子轉(zhuǎn)子環(huán)上的扭矩以及加在曳引輪上的壓力通過耦合到中間軸的方式進行加載。</p><p>　　第三章 結(jié)構(gòu)靜力學分析</p><p>　　3.1 線性靜力學

45、分析基礎(chǔ)知識</p><p>　　3.1.1靜力學分析概述</p><p>　　結(jié)構(gòu)線性靜力學分析是零件結(jié)構(gòu)分析最基礎(chǔ)的部分，用于計算系統(tǒng)在固定不變的載荷下的響應，或者在對于該系統(tǒng)可以等同于固定不變的載荷下的響應。另外，當隨時間變化的載荷可以用近似等價的靜力載荷來代換，或者載荷和系統(tǒng)的響應隨時間變化足夠緩慢時，也可以作為靜力學分析。靜力學分析可以計算結(jié)構(gòu)或者零部件中由于靜態(tài)或者穩(wěn)態(tài)載荷而引

46、起的位移，應變，應力和各種力。這些載荷可以是外部作用力和壓力，穩(wěn)態(tài)慣性力（重力和離心力），強制（非零）位移，溫度（熱應變）。</p><p>　　線性靜載中認為材料在線彈性范圍內(nèi)變形，結(jié)構(gòu)在線性范圍內(nèi)變化，排除任何的非線性行為，是結(jié)構(gòu)靜力學分析中最基本、最常用的。</p><p>　　Solid Works 2012有兩類解算器：FFE Plus和Direct sparse。通常，如果所需

47、的解算器選項支持，則所有解算器會給出可比較的結(jié)果。處理小問題時（25000個自由度或更少），所有的解算器都很有效；而當求解大問題時，它們的性能（速度和內(nèi)存使用）會出現(xiàn)很大差異。</p><p>　　以下一些因素可幫助選擇合適的解算器：</p><p>　　問題的大小。一般而言FFE Plus解算器在計算機可用內(nèi)存足夠多時速度較快。</p><p>　　計算機資源。D

48、irect sparse解算器在計算機可用內(nèi)存足夠多時速度較快。</p><p><b>　　分析選項。</b></p><p><b>　　單元類型。</b></p><p>　　材料屬性。當模型中使用的材料彈性模量差異很大時（比如鋼和尼龍），迭代求解比直接求解精度低，在這種情況下，推薦使用Direct sparse解算

49、器。</p><p>　　在算例的屬性欄中可以選擇解算器的類型，如圖3.1所示。因為選擇合適的解算器需要一定的經(jīng)驗，這時可以選擇自動，在不確定哪個解算器是分析的最佳選項時，使用該選項[6]。</p><p>　　圖3.1 Solid Works 2012解算器類型</p><p>　　3.1.2靜力學分析的一般流程</p><p>　　做結(jié)構(gòu)

50、靜力學分析的軟件很多，對FEA，列出以下步驟：1）建立數(shù)學模型，2）建立有限元模型，3)求解有限元模型，4）結(jié)果分析。使用Solid Works操作流程一般歸納為如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 靜力學分析流程圖</p><p>　　通常情況下，幾何模型對網(wǎng)格的要求有著極其重要的意義，需要修改CAD幾何模型，以滿足網(wǎng)格劃分的要求。這種修改可以通過采取特征消隱、理想化或清除的方

51、法。</p><p>　　3.2 機座及端蓋的有限元仿真</p><p><b>　　3.2.1材料類型</b></p><p>　　Solid Works 2012軟件本身提供了Solid Works DIN material和Solid Works material兩種常用材料的材質(zhì)庫，用戶可以選擇“自定義材料”選項或安裝企業(yè)需要的材料庫，

52、對所需材料的屬性進行編輯或定義。</p><p>　　本次設(shè)計分析，采用QT400-18和HT300兩種材料，其主要屬性參數(shù)見表3.1</p><p>　　表3.1 材料屬性參數(shù)表</p><p><b>　　3.2.2單元類型</b></p><p>　　為模擬機座和端蓋的結(jié)構(gòu)，均應用Solid Works 2012

53、建模工具，采用三維實體、自下而上分別建模，由于一階單元組成的網(wǎng)格，其模擬出真實復雜的位移和應力場是有嚴重局限性的，并且直線和平面不能正確的模擬曲面型幾何形狀，故選用二階實體四面體單元網(wǎng)格。</p><p>　　本次設(shè)計結(jié)合拉伸和旋轉(zhuǎn)的方法,應用布爾運算,采用實體建模.曳引機的主要部件均有復雜的空間結(jié)構(gòu),如不進行簡化處理,分析過程中不僅工作量大,占用較多計算資源,重要的是在劃分單元過程中一些細微的結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生較多奇

54、異單元,即畸形單元網(wǎng)格，使計算不能繼續(xù)。因此,對三維模型進行必要簡化既提高了工作效率,又可使計算順利進行。簡化的原則是以不影響或少影響構(gòu)件受力狀況為前提,略去小的溝槽、倒角、圓角和小孔等細微結(jié)構(gòu),得到與實際受力基本相符的簡化的幾何模型，如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 機座和端蓋簡化模型</p><p><b>　　3.2.3網(wǎng)格劃分</b></p

55、><p>　　網(wǎng)格劃分是 CAE 軟件進行模擬計算的關(guān)鍵步驟之一，網(wǎng)格劃分過程即離散化過程，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量精度高低直接關(guān)系到分析結(jié)果的優(yōu)劣，而網(wǎng)格自動劃分的關(guān)鍵是合理給出自動劃分信息，可以根據(jù)要求選用不同的網(wǎng)格劃分方法，也可以根據(jù)要求靈活地控制生產(chǎn)的單元數(shù)量以及網(wǎng)格的密度，從而提高求解精度。根據(jù)曳引機機座和端蓋的受力情況和幾何形狀，對于機座和端蓋兩部分有限元模型均采用了二階實體四面體單元網(wǎng)格，采用“基于曲率的網(wǎng)格”的

56、劃分方式，應用網(wǎng)格控制，對必要的部分進行網(wǎng)格加密，從而提高計算精度，同樣計算所需的時間也相對較長。其有限網(wǎng)格模型及相關(guān)信息分別如圖3.4和3.5所示：</p><p>　　圖3.4 機座及端蓋的有限元網(wǎng)格模型圖</p><p>　　圖3.5 機座的有限元網(wǎng)格控制加密模型圖</p><p>　　為模擬機座和端蓋之間實際的裝配和相互約束關(guān)系，對于曳引機機座和端蓋兩部件的

57、有限元模型，為了簡化模型，在裝配接觸面上設(shè)定“結(jié)合”連接，裝配后的有限元模型如圖3.6所示：</p><p>　　圖3.6 機座和端蓋的裝配模型</p><p>　　3.3 載荷及邊界條件</p><p>　　3.3.1整體受力 </p><p>　　根據(jù)曳引輪受力狀況及曳引機整體結(jié)構(gòu)，推出在曳引機正常運行中（此時忽略制動器對結(jié)構(gòu)的約束作用

58、）整機受力狀況，按理想約束與加載，確立了簡化的力學模型，如圖3.7和3.8 所示：</p><p>　　圖3.7 曳引輪受力示意圖</p><p>　　圖3.8 曳引機整機受力簡化模型</p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　,</b></p><p

59、>　　根據(jù)實際載荷（轎廂按 125%額定載荷加載）及曳引機結(jié)構(gòu)知：當轎廂平穩(wěn)</p><p>　　運行時， ,,,,,</p><p><b>　　從而有：</b></p><p><b>　　,, ,,</b></p><p>　　當電梯啟動和停車過程中，轎廂有向下的加速度，考慮其產(chǎn)生的附

60、加慣性力，則：</p><p><b>　　,.</b></p><p><b>　　從而有:</b></p><p><b>　　, ,,</b></p><p><b>　　其余參數(shù)同上。</b></p><p>　　3.3.2

61、機座和端蓋的約束及受力</p><p>　　機座和端蓋的約束主要是機座下底面及底腳螺栓孔處受到的螺栓的約束和機座與端蓋裝配時的面面結(jié)合約束，載荷則主要來自于機座軸承和端蓋軸承處對應于輪轂和軸所受約束的徑向反力，分別為和；及機座上定子鐵心裝配處用于約束定子鐵心的切向力矩為。</p><p>　　3.3.3有限元模型的加載和約束</p><p>　　根據(jù)上述受力狀況，對

62、于裝配后的曳引機支承部件（機座和端蓋）有限元模</p><p>　　型，在機座底腳螺栓孔處施加固定約束，在機座和端蓋連接處施加面面粘合或面面接觸約束。</p><p>　　有三組載荷施加于該裝配模型上：</p><p>　?。?）機座軸承裝配處相應部位的軸承載荷分布力，對于電梯平穩(wěn)運行和加速</p><p>　　運行，均值分別為1.90 和1

63、.93。</p><p>　?。?）端蓋軸承裝配處相應部位的軸承載荷分布力，對于電梯平穩(wěn)運行和加速</p><p>　　運行，均值分別為1.31 和1.33。</p><p>　?。?）機座定子鐵心裝配處沿圓周表面的切向面均布力，其值為和。</p><p>　　有限元模型的加載和約束情況如圖3.9所示:</p><p&g

64、t;　　圖3.9 有限元模型的約束和加載</p><p>　　3.4 應力應變及安全性能分析</p><p>　　3.4.1機座及端蓋采用QT400材料</p><p>　　對裝配的支撐部件的有限元模型，按相應的材料常數(shù)及曳引機平穩(wěn)運行和加</p><p>　　速運行兩種工況下的加載狀況，進行應力應變分析，得到其受力后的應力、應變、位移和安全

65、系數(shù)狀況。</p><p>　　本分析從計算結(jié)果中提取位移量和von Mises應力進行分析，從而評估其強度和剛度。</p><p>　　1機座及端蓋裝配體分析</p><p>　　1）平穩(wěn)工況下的位移分析</p><p>　　以下為曳引機受125%額定載荷平穩(wěn)運行中機座和端蓋裝配模型的位移分布云圖。由圖3.10中可知，位移最大位置在機座頂部

66、前端，其值為7.274e-003 mm。</p><p>　　2）平穩(wěn)工況下的應變分析</p><p>　　由圖3.11可知其受力后的變形狀況，應變最大處在機座后地腳螺栓連接處。</p><p>　　圖3.10 機座及端蓋位移量分布云圖（曳引機125%載荷平穩(wěn)運行，材料QT400）</p><p>　　圖3.11 機座及端蓋應變情況（曳引機1

67、25%額定載荷平穩(wěn)運行，材料QT400）</p><p>　　3）加速工況下的位移及應變分析</p><p>　　曳引機受125%額定載荷以加速運行中機座和端蓋裝配模型的位移、應變分布云圖狀況如圖3.12和3.13所示。由圖中可知，位移最大的位置在機座頂前端，其值為1.047e-002mm，與平穩(wěn)運行時的7.274-003 mm，相差30.5%。</p><p>　

68、　圖3.12機座及端蓋位移情況（曳引機125%額定載荷加速運行，材料QT400）</p><p>　　圖3.13 機座及端蓋應變情況（曳引機125%額定載荷加速運行，材料QT400） </p><p>　　圖3.10和圖3.12為曳引機受125%額定載荷平穩(wěn)和加速運行兩工況下端蓋的最大位移分布狀況，其中最大值分別為7.274e-003 和1.047-002mm。由圖 3.12可知，最大

69、值發(fā)生在機座頂前端。

70、 </p><p><b>　

71、　4） 應力分析</b></p><p>　　曳引機受125%額定載荷平穩(wěn)運行中機座和端蓋的von Mises應力分布狀況如下圖3.14，其中最大值為6.976 。由圖可知，最大值發(fā)生在機座后地腳螺栓連接處。其余應力水平較高區(qū)域如圖所示，發(fā)生在機座和端蓋軸承裝配前端處，約為4。</p><p>　　圖3.14 機座及端蓋von Mises應力分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)

72、運行，材料QT400）</p><p>　　圖3.15 機座及端蓋von Mises應力分布云圖（曳引機125%額定載荷加速運行，材料QT400）</p><p>　　曳引機受125%額定載荷以0.8 m/s2運行中機座和端蓋的von Mises應力分</p><p>　　布狀況，其中最大值為10.027 。由圖3.15可知，應力最大值發(fā)生在機座后地腳螺栓連接處，其

73、余應力水平較高區(qū)域如圖所示，主要分布在機座及端蓋軸承裝配處前端，這與曳引機平穩(wěn)運行時情況7.01相差31%。</p><p><b>　　2端蓋分析</b></p><p><b>　　1）位移分析</b></p><p>　　圖3.16 端蓋位移分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)、加速運行，材料QT400）</p

74、><p>　　由圖3.16可知，端蓋在平穩(wěn)運行工況下，最小位移發(fā)生在端蓋與軸承裝配處；在加速運行工況下，最小位移發(fā)生在端蓋邊緣，其最大位移值分別為3.925e-003mm和5.645e-003mm,兩者相差30.5%。</p><p><b>　　2）應變分析</b></p><p>　　圖3.17端蓋應變分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)、加速

75、運行，材料QT400）</p><p>　　由圖3.17可知，端蓋的最大應變處均在端蓋軸承配合面連接處。</p><p><b>　　3）應力分析</b></p><p>　　圖3.18 端蓋應力分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)、加速運行，材料QT400）</p><p>　　圖3.18為曳引機受125%額定載荷平穩(wěn)

76、和加速運行中端蓋的von Mises應力分布狀況，其中最大值分別為4.124 和4.202。由下圖可知，最大值發(fā)生在端蓋軸承配合面連接處。其余應力水平較高區(qū)域如圖所示，發(fā)生在加強筋與軸承配合的連接面處。</p><p>　　由圖3.17和圖3.18可知，端蓋的最小應變、應力均在端蓋與機座的螺栓連接處，與實際情況不相符合，因為這里是假定的螺栓連接位置，為了簡化分析，本次分析在定義端蓋和機座連接關(guān)系時，以“結(jié)合”為連

77、接關(guān)系，因此這個部位的應變、應力是不真實的，這里需要對螺栓接頭進行更加詳細的仿真。</p><p><b>　　3安全性能分析</b></p><p>　　圖3.20 機座及端蓋安全系數(shù)分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)、加速運行，材料QT400）</p><p>　　圖3.21 端蓋安全系數(shù)分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)、加速運行，材

78、料QT400）</p><p>　　由圖3.20和3.21可知，端蓋和機座的安全系數(shù)分布部位和其應變、應力的分布部位相符合。利用安全系數(shù)分布云圖，可以對零部件進行優(yōu)化分析，節(jié)省材料，節(jié)約經(jīng)濟成本。</p><p>　　考慮裝配模型中的兩部件均為最可能發(fā)生脆性斷裂的鑄鐵材料，本次安全系數(shù)分析從應力計算結(jié)果中提取最大剪應力進行分析，從而評估其安全性能。</p><p>

79、　　3.4.2機座及端蓋采用HT300材料</p><p><b>　　1）位移分析</b></p><p>　　為了比較不同材料對機座和端蓋的強度，剛度等情況，這里采用HT300分析其靜力學性能的結(jié)果。</p><p>　　圖3.22為曳引機受125%額定載荷平穩(wěn)運行中機座和端蓋裝配模型的位移分布云圖。由圖中可知，位移最大的位置在機座頂部前端

80、，其值為2.09e-002mm，在相同工況下，QT400的最大位移值為7.274e-003mm，兩者相差65%。</p><p>　　圖3.23為曳引機受125%額定載荷加速運行中機座和端蓋裝配模型的位移分布云圖。由圖中可知，位移最大的位置在機座頂部前端，其值為3.002-002mm在相同工況下，QT400的最大位移值為1.047e-002mm，兩者相差65%。</p><p>　　圖3.

81、22 機座及端蓋位移量分布云圖（曳引機125%載荷平穩(wěn)運行，材料HT300）</p><p>　　圖3.23 機座及端蓋位移量分布云圖（曳引機125%額定載荷加速運行，材料HT300）</p><p><b>　　2） 應力分析</b></p><p>　　曳引機受125%額定載荷加速運行中機座和端蓋的von Mises應力分布狀況如下圖3.2

82、4，其中最大值為10.187 。由圖可知，最大值發(fā)生在機座后地腳螺栓連接處。其余應力水平較高區(qū)域如圖所示，主要分布在機座機座軸承裝配處前端，大小約 4。在相同工況下，QT400的最大應力值為10.027，兩者相差1.5%。</p><p>　　圖3.24 機座及端蓋von Mises應力分布云圖（曳引機125%額定載荷加速運行，材料HT300）</p><p>　　曳引機端蓋在125%額定

83、載荷下平穩(wěn)和加速運行時的位移云圖如下圖3.25，最大位移分別為1.127e-002mm和1.619-002mm。兩者相差30%。在相同工況下，QT400的最大位移值分別為3.925e-003mm和5.645e-003mm，兩者均相差65%。</p><p>　　圖3.25 端蓋位移量分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)和加速運行，材料HT300）</p><p>　　圖3.26為曳引機受1

84、25%額定載荷平穩(wěn)和加速運行中端蓋的von Mises應力分布狀況，其中最大值分別為4.123 和4.204,在相同工況下QT400最大值分別為4.124 和4.202,兩者差別甚少。由下圖可知，最大值發(fā)生在端蓋與軸承裝配處，其余應力水平較高區(qū)域如圖所示：</p><p>　　圖3.30 端蓋應力分布云圖（曳引機125%額定載荷平穩(wěn)和加速運行，材料HT300）</p><p>　　3.5

85、結(jié)構(gòu)靜力學結(jié)果分析</p><p>　　3.5.1機座及端蓋的強度、剛度分析以及不同工況對比</p><p>　　根據(jù)上述對機座和端蓋的應力、應變分析結(jié)果，可知兩部件在相應的工況下均呈現(xiàn)了較低的應力、應變水平。根據(jù)相應材料的力學性能，以及分析部件中的危險點應力狀況，應用最大拉應力強度理論，可對機座和端蓋進行強度評估，結(jié)果如以表3.2和表3.3所示：</p><p>

86、　　表3.2 曳引機125%額定載荷平穩(wěn)運行機座、端蓋強度校核</p><p>　　表3.3 曳引機125%額定載荷加速運行機座、端蓋強度校核</p><p>　　其中工況安全因數(shù)為屈服強度除以最大剪應力值，根據(jù)結(jié)果可知他們是遠遠大于3的，（脆性材料，如鑄鐵 許用安全因數(shù)一般取2—6）滿足強度要求。</p><p>　　另外比較該型曳引機在平穩(wěn)運行和加速運行兩工況下

87、的Von Mises應力，并且分別對端蓋計算得，兩工況下應力和位移的差距均在3%以內(nèi)，而對于機座則相差比較大。</p><p>　　3.5.2兩種材料選配方案的比較</p><p>　　材料屬性是用有限元法分析部件靜力學，疲勞和模態(tài)分析至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，不同的材料將影響分析結(jié)果，而且材料使用會對產(chǎn)品造價成本影響很大。本文采用QT400和HT300兩種材料的對比，具體情況見表3.4：<

88、;/p><p>　　表3.4 機座和端蓋最Von Mises和最大位移比較圖</p><p>　　比較機座和端蓋兩部件在平穩(wěn)和加速運行2工況下的最大主應力和最大位移知，機座和端蓋的應力分布狀況均差不多，應力大小有明顯差異。不過位移變量影響比較大的，機座在平穩(wěn)和加速兩工況下的位移差距約為30%,而QT400和HT300的位移差距約65%；至于端蓋這差距約50%。</p><p

89、>　　第四章 結(jié)構(gòu)疲勞分析</p><p>　　4.1 疲勞分析基礎(chǔ)知識</p><p>　　4.1.1疲勞分析知識概述</p><p>　　強度、剛度和疲勞壽命是對工程結(jié)構(gòu)和機械使用的三個基本要求。觀察發(fā)現(xiàn)，如果物體經(jīng)常處于載荷不斷加載和卸載的變動過程中，即使物體所承受的應力在許可范圍之內(nèi)，也會遭到破壞，這種現(xiàn)象被稱為疲勞。根據(jù)應力幅和預期導致破壞所需的循

90、壞次數(shù)，可以將疲勞分為高周疲勞和低周疲勞。應力波動的每一個周期都會或多或少的損壞物體。在循環(huán)一定數(shù)量的周期之后，物體會變得越來越“衰弱”，以致最終破壞，疲勞是許多物體破壞的主要原因，尤其是金屬物體。疲勞引起的破壞例子有：旋轉(zhuǎn)機械、螺栓、機翼、消費品、海上平臺、艦船、車軸、橋梁、骨骼等。曳引機機座和端蓋作為支撐部件，在轉(zhuǎn)子的高循環(huán)運轉(zhuǎn)下將受到連續(xù)的轉(zhuǎn)矩和壓力載荷作用，有可能發(fā)生疲勞破壞。</p><p>　　影響零

91、件壽命的主要失效形式是腐蝕，磨損和疲勞。疲勞所導致的破壞分為三個階段：</p><p>　　階段1:材料中出現(xiàn)一處或多處裂紋。裂紋可能出現(xiàn)在材料的任何位置，但通常會出現(xiàn)在物體的邊界面上，因為這些位置存在更高的應力波動。裂紋的出現(xiàn)由很多因素引起，比如材料的精微結(jié)構(gòu)不完美，物體表面因為工具或在卸載時被刮擦。</p><p>　　階段2:由于持續(xù)加載，導致部分或所有裂紋萌生。</p>

92、<p>　　階段3：設(shè)計的產(chǎn)品的抵抗能力會不斷惡化，最終發(fā)生破壞。</p><p>　　由于模型的表面暴露在各種不同的環(huán)境中（濕氣等），通常也是應力最高的部位，這些部位也是裂紋最容易形成并開始擴展的地方。因此加固表面以及提高表面質(zhì)量，可以提高模型的疲勞壽命。</p><p>　　疲勞壽命即零件由于循環(huán)加載而逐漸疲勞，導致裂紋的擴展，最終導致結(jié)構(gòu)斷裂而破壞。在一給定任一循環(huán)特性

93、r的條件下，應力經(jīng)過N次循環(huán)而材料不發(fā)生疲勞破壞的最大應力就是疲勞極限。當應力循環(huán)次數(shù)大于這個疲勞極限時，疲勞曲線σ—N曲線是水平的，也就是說疲勞極限不會因為循環(huán)次數(shù)增加而變化，疲勞壽命無限，反之，疲勞壽命是有限的。材料在不同的循環(huán)特性下疲勞極限是不一樣的，極限應力圖可以反映這種線性關(guān)系?？紤]到強度要求和成本等眾多因素，曳引機機座和端蓋通常是選用鑄鐵材料生產(chǎn)，本文將采用HT300和QT400兩種材料來分析它們的結(jié)構(gòu)疲勞情況。</p

94、><p>　　疲勞計算是基于結(jié)構(gòu)裂紋損傷累積的原理，根據(jù)應力-壽命（S-N）曲線圖或者應變-壽命（E-N）曲線圖來估計該零件的疲勞壽命，計算過程中將輸入數(shù)據(jù)處理成峰頂或者峰谷，對循環(huán)周期進行計數(shù)，從而計算出結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。結(jié)構(gòu)疲勞分析是一種工具，用于在各種簡單的或復雜的加載條件（也稱為疲勞載荷循環(huán)）中評估設(shè)計結(jié)構(gòu)的強度或者耐久性。通過軟件疲勞解算后，計算出損壞百分比、生命和載荷因子等結(jié)果參數(shù)，通過云圖，判斷其疲勞特性

95、。影響機械零件疲勞強度的主要因素有應力集中，零件尺寸形狀，表面狀態(tài)和載荷作用等，用Solid Works2012有限元分析結(jié)果可以證明。</p><p>　　4.1.2關(guān)于Solid Works Simulation疲勞分析參數(shù)闡述</p><p>　　1基于應力-壽命（S-N）的疲勞</p><p>　　疲勞計算要考慮的因素很多，因為在預測其疲勞壽命時它是計算某個

96、部件的消耗是如何形成的，它是一個慢慢積累的過程。一般來說，高周疲勞下結(jié)構(gòu)體在他們的壽命極限內(nèi)要經(jīng)歷各種載荷。經(jīng)歷的載荷類型也可能非常簡單（最大/最小載荷的定義已經(jīng)完全明確），也可能是隨機的（描述起來相對復雜）。然而即使是某些隨機載荷，其展示的屬性也可以視為確定載荷。通常載荷可以分為兩類：等幅載荷和變幅載荷。</p><p>　　1）等幅載荷：等幅的應力循壞具有相同的交替應力、平均應力、應力比率及周期數(shù)這4個參數(shù)完

97、全定義。如下圖4.10所示：</p><p>　　圖4.10 等幅載荷</p><p>　　S min和S max分別代表一個應力周期中的最小及最大的應力值。</p><p>　　S alt為交替的應力幅。</p><p>　　S mean為平均應力，S mean=（S min +S max）/2。平均應力的大小對結(jié)構(gòu)體抗疲勞能力具有顯著影響

98、。</p><p>　　應力比率R=S min/S max,如下圖4.11所示，左圖為R基于零的情況，右圖為對稱循環(huán)的情況。</p><p>　　圖4.11 平均應力與應力比率</p><p>　　在等幅載荷的例子中，時間概念無關(guān)緊要，也就是說，也就是說只有具有上述的特征的周期才是重要的。</p><p>　　變幅載荷：變幅疲勞事件是一個載荷

99、歷史記錄，定義了載荷的歷史波動。對疲勞分析中的單個變幅時間而言，時間的大小沒有任何意義，在關(guān)聯(lián)幾個載荷事件時，才可能會用到時間。</p><p><b>　　2疲勞術(shù)語</b></p><p>　　1）S-N曲線：高周期疲勞對應的材料屬性由交替應力（Salt)和失效的周期數(shù)（N)的相互關(guān)系構(gòu)成。典型的S-N曲線如下圖4.12所示：</p><p&g

100、t;　　圖4.12 S-N曲線</p><p>　　2）疲勞強度:在給定周期下，疲勞失效發(fā)生時的應力。</p><p>　　3）承受極限:當交替應力變得更小時，材料能夠在由于疲勞而失效之前承受更多的應力循環(huán)次數(shù)。承受極限即不發(fā)生疲勞失效時對應的最高交替應力。換而言之，如果交替應力等于或小于承受極限，導致失效的應力循環(huán)次數(shù)就會變得非常大（可以認為是無窮大）。承受極限通常定義為對稱循環(huán)的交替

101、應力。承受極限也稱為疲勞極限。某些金屬沒有一個可以測量的承受極限。</p><p>　　注意S-N曲線的數(shù)據(jù)都是分散的，特別在高周期的情況下?；谶@個原因，大多數(shù)設(shè)計手冊都建議采用一個可靠系數(shù)0.52，這降低了疲勞強度。</p><p>　　4）S-N數(shù)據(jù)曲線的可靠性</p><p>　　因為疲勞計算的結(jié)果與S-N曲線直接相關(guān)，因此S-N曲線數(shù)據(jù)的重要性不言而喻。&

102、lt;/p><p>　　準確的數(shù)值可以通過實際產(chǎn)品（或具有相同類型及材料的典型產(chǎn)品）的疲勞測試來獲取。因此這在大多數(shù)情況下是不可行的，所以必須使用在、各種出版發(fā)行的手冊提供的S-N曲線。大多數(shù)情況下，曲線是由單軸對稱循環(huán)應力周期的疲勞測試中獲取的。如果存在不同平均應力比率的曲線，則推薦使用平均應力糾正算法來處理他們。</p><p>　　5）S-N曲線的定義方法</p><

103、p>　　S-N曲線插值 S-N曲線的數(shù)據(jù)插值有一下3種方法：</p><p>　　雙對數(shù)：對循環(huán)數(shù)和交替應力采用對數(shù)內(nèi)插法（底數(shù)為10）。當定義一條S-N曲線時，如果兩個軸上只有較小數(shù)點且分散性大時（循環(huán)數(shù)和交替應力），采用這個選項。</p><p>　　半對數(shù) 對應力采用線性插值，二對循環(huán)次數(shù)采用對數(shù)插值法。當定義一條S-N曲線時，如果兩個軸上只有較少數(shù)的數(shù)據(jù)點且分散性較大時（循環(huán)

104、數(shù)和交替應力），也采用這個選項。</p><p>　　線性：對循環(huán)數(shù)和交替應力都、采用線性插值法。當定義一條S-N曲線時，如果有大量數(shù)據(jù)點存在，且在任一方向分散性不大時，采用這一選項。</p><p>　　如上2）、3）、4）、5）所述，經(jīng)查閱相關(guān)資料，本次設(shè)計采用如下圖所示的S-N曲線數(shù)據(jù)：</p><p>　　表4.13 QT400指定存活率的疲勞極限數(shù)據(jù)&l

105、t;/p><p>　　表4.14 HT300指定存活率的疲勞極限數(shù)據(jù)</p><p><b>　　備注：</b></p><p><b>　　應力——</b></p><p>　　疲勞壽命——x10^3 </p><p><b>　　存活率——% </b>&

106、lt;/p><p>　　圖4.15 HT300 P-S-N曲線圖</p><p>　　圖4.16 QT400-18 P-S-N曲線圖</p><p>　　6）交替應力的計算 </p><p>　　交替應力Salt的定義為Salt=（S max-S min)/2。然而這并不所需要的，它的應力分量才適用于計算。在Solid Works Simul

107、ation中提供如下選項：</p><p>　　⑴ 應力強度（P1-P3)，等于材料指定點處最大剪切應力數(shù)值的兩倍;</p><p>　?、?von Miss應力;</p><p>　　⑶ 最大主應力P1。</p><p>　　QT400-18和HT300都屬于脆性材料，所以本次設(shè)計分析采用最大主應力P1進行交替應力計算。</

108、p><p>　　7）平均應力影響 因為模型中各個部位的應力水平是不同的，所以模型中S max、S min以及S mean的值也是變化的。材料每個點都會承受不同的平均應力大小。由于平均應力對抗疲勞能力有很大影響，允許采用不同的應力比（R），并為材料輸入10種S-N曲線。通常，只有對稱循環(huán)（R)的試驗數(shù)據(jù)可以得到。平均應力的影響可以用Goodman、Gerber和Soderbergecause平均應力糾正算法來近

109、似計算。</p><p><b>　　8）平均應力糾正 </b></p><p>　　對每種材料類型的各種應力比率來說，平均應力的影響最好通過輸入各自的Salt來實現(xiàn)。因為這些都不具有通用性，所以產(chǎn)生了多個理論：</p><p>　?、?Gerber-實驗顯示適用于韌性材料。</p><p>　?、?Goodm

110、an-推薦用于脆性材料。</p><p>　　⑶ Soderberg-拉應力狀態(tài)下的屈服強度準則。 </p><p>　　如圖4.17顯示了3種標準的影響。</p><p>　　圖4.17 不同的應力修正法</p><p>　　橫軸顯示了平均應力S mean與以上材料最大拉伸強度S ultimate比值的大小，縱軸顯示了不同平均應力水平時材料

111、的疲勞強度與對稱循環(huán)（R=-1）S-N曲線得到的材料疲勞強度的比值。</p><p>　　圖（除Gerber)也從實驗上證明了：當平均應力S mean為壓力時，材料的疲勞強大也隨之增長。</p><p>　　基于7）、8）所述原因，本次設(shè)計采用Goodman理論進行計算分析。</p><p><b>　　線性疲勞判斷準則：</b></p&

112、gt;<p>　?、?損壞百分比，即結(jié)構(gòu)消耗生命的比例；損壞百分比必須小于100%，否則疲勞失效；</p><p>　?、?生命周期，結(jié)構(gòu)運行周期的總次數(shù)；</p><p>　?、?載荷因子，是一個特征值，該特征值乘以施加的載荷，即可得到臨界壓力。載荷因子必須大于1，否則疲勞失效。</p><p>　　4.1.3疲勞分析操作流程</p>