[发明专利]基于改进多轴疲劳模型的曲轴疲劳极限载荷预测方法有效

专利信息
申请号: 201910439040.9 申请日: 2019-05-24
公开(公告)号: CN110017981B 公开(公告)日: 2020-12-18
发明(设计)人: 孙嵩松;万茂松;徐晓美;张营;孙宁 申请(专利权)人: 南京林业大学
主分类号: G01M13/00 分类号: G01M13/00
代理公司: 南京灿烂知识产权代理有限公司 32356 代理人: 朱妃;李志鸿
地址: 210037 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要: 发明公开了一种基于改进多轴疲劳模型的曲轴疲劳极限载荷预测方法,包括步骤:选取同种材料、不同圆角结构的两款曲轴,获取曲轴自身材料的抗拉强度,曲轴自身材料的剪切疲劳极限;两款曲轴分别为第一款曲轴和第二款曲轴;对第一款曲轴在疲劳极限载荷作用下的应力张量进行分析,确定临界平面以及临界平面内的剪切应力幅值和最大法向应力;确定改进多轴疲劳模型;计算得到第一款曲轴的等效极限应力值;确定第二款曲轴1000N·m载荷作用下的剪切应力和法向应力;得到第二款曲轴疲劳极限载荷的预测方程,对预测方程进行求解,求解得到第二款曲轴的疲劳极限载荷值。能够更为准确地预测同种材料、不同结构的曲轴的疲劳极限载荷。
搜索关键词: 基于 改进 疲劳 模型 曲轴 疲劳极限 载荷 预测 方法
【主权项】:
1.一种基于改进多轴疲劳模型的曲轴疲劳极限载荷预测方法,其特征在于,包括以下步骤:1)选取同种材料、不同圆角结构的两款曲轴,获取曲轴自身材料的抗拉强度σb,曲轴自身材料的剪切疲劳极限t‑1;其中,两款曲轴分别为第一款曲轴和第二款曲轴;2)对第一款曲轴在疲劳极限载荷作用下的应力张量进行分析,确定临界平面,以及第一款曲轴临界平面内的最大剪切应力τnmax和最大法向应力σnmax;3)基于曲轴疲劳强度分布,确定改进多轴疲劳模型为,其中,τns=τnmax‑τnmin=2τnmax,τns为第一款曲轴临界平面内的剪切应力幅值,τnmin为第一款曲轴临界平面内的最小剪切应力,R为曲轴临界平面的剪切应力和法向应力的应力比,Nf为曲轴构件疲劳寿命,τ’f和c都是与曲轴自身材料属性相关的常数;4)基于第一款曲轴在疲劳极限载荷作用下时,曲轴临界平面的剪切应力和法向应力的应力比为‑1,即R=‑1,计算得到第一款曲轴的等效极限应力值σeq5)对第二款曲轴施加1000N·m的弯矩载荷,并对1000N·m载荷作用下的应力状态进行分析,确定第二款曲轴1000N·m载荷作用下的剪切应力τnmax′和法向应力σnmax′;6)设第二款曲轴的疲劳极限载荷值为X1,对比第一曲轴的等效极限应力值σeq,得到第二款曲轴疲劳极限载荷的预测方程为,其中,τns′=2τnmax′,τns′为第二款曲轴临界平面内的剪切应力幅值;已知步骤1)获取的曲轴自身材料的抗拉强度σb和曲轴自身材料的剪切疲劳极限t‑1,步骤4)计算的第一曲轴的等效极限应力值σeq,以及步骤5)确定的第二曲轴1000N·m载荷作用下的剪切应力τnmax′和法向应力σnmax′,对第二款曲轴疲劳极限载荷的预测方程进行求解,求解得到第二款曲轴的疲劳极限载荷值。
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