手机直线：
咨询热线：0571-56211150
作为发动机用连杆螺栓，其工作环境恶劣，承受着交变载荷的影响，经常处于疲劳应力状态。由于其尺寸受到限制，设计或加工处理不好，都会产生严重的应力集中，导致出现疲劳裂纹乃至断裂。因此，除一般的力学性能要求外，还对其抗疲劳性能有较高的要求。事实上，在对连杆螺栓进行疲劳试验时，出现了循环近次后断裂的现象，而其疲劳寿命要求的循环次数为次。针对该连杆螺栓出现的早期疲劳断裂问题，利用软件进行有限元分析，试图找出其断裂的真正原因所在，为改进设计及加工工艺提供理论依据。
考虑到连杆螺栓的滚丝工艺是在热处理工艺之后完成的，使螺纹处得到了强化，故可完全忽略螺纹的影响。为更好地模拟螺栓的实际工作情况，在螺栓上装配了螺母，并忽略螺纹的影响，将螺栓和螺母视为一个整体来建立几何模型。
由于该连杆螺栓的头部为六棱柱形，故建立实体模型。经反复实践后，选择三维10节点四面体单元，在划分网格时采用智能划分，精度认为6。
在理论上，在螺栓与螺母的紧合面上，允许有平行于紧合面方向的位移。但在分析中，将螺栓与螺母作为一个整体来考虑，因此对螺栓的头部施加了UX，UY，UZ方向的约束。运行过程中连杆螺栓承受着交变载荷，视为分布在螺母表面上的面载荷，其中最大载荷为167MPa，平均载荷为167MPa，最小载荷为92。对应于最大载荷的连杆螺栓应力分布见图。
完成材料的应力寿命曲线、应力集中系数的设定，并手工输入不同载荷下的6个应力分量以及循环次数后，系统可计算出耗用寿命系数。一般来说，如果该值小于6，则表明在经受给定的应力循环次数后，该点不会发生疲劳破坏。计算结果表明，当目标循环次数为次时，其耗用命系数为5，即实际可循环的次数为6次。
由SOFIM连杆螺栓的静力学分析结果可以看出，应力最大的地方出现在杆部与头部的过渡圆弧处。由此可以断定如果该连杆螺栓出现断裂现象，则断裂处必将在此连杆螺栓杆部与头部的过渡处。而疲劳分析的结果则表明，在规定的循环次数7内，连杆螺栓将在循环次数为7时出现断裂。可见，有限元分析的结果与试验结果吻合较好，同时验证了所建立有限元模型的正确性。
专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
杭州纳泰科技咨询有限公司
本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.vwnkzix.cn，转载请注明出处和相关链接！