Simulation的传动轴疲劳分析

holyshitone

物体经常处于载荷不断加载和卸载的变动过程中，即使物体怕承受的应力在许可范围之内，也会遭受破坏，这种现象被称为疲劳。这里将利用Simulation对其进行疲劳分析。

利用当前主流有限元分析软件Simulation对传动轴进行疲劳分析，打破了传统的手工计算，其意义是重大的。在材料实际测试中，将疲劳失效所需的应力水平与循环次数对应起来，绘制成一条曲线，我们称之为S-N（应力-寿命）曲线。

这次分析我们采用的材料是1050，跟上篇静态分析中的材料一样，设定好材料疲劳曲线，S-N曲线如下图所示。

首先在静态分析的基础上建立一个疲劳算例，并添加事件，负载类形选择基于零LR=0。具体设定如下图所示

此时，点击算例运行分析得出疲劳数据。一组为破坏数据，其值大于1说明材料已经疲劳，另一组为寿命数据，反应在目前载荷下，各部位能承受循还应力的最大次数。两组数据如下图所示

出现这种情况，我们分析得了，在当前载荷下，传动轴是不安全的，易出现疲劳失效，我们应当改进材料，使其符合生产要求，使用45号钢代替1050进行分析。45号钢S-N曲线如下

S-N曲线显示，当周期为1e6时，交替应力为102MPa,由于静态下得到的应力值为86MPa,所以理论上45号钢材质的传动轴的寿命是无限的。

运行分析新的疲劳算例，得出的结果如下图所示，传动轴每个部位的生命总数都为最大值，破坏数值恒小于1。结果完全满足要求。

小结：经过上面的分析，我们发现，此传动轴用45号钢的材质是完全够用的，可以进一步分析力学性能在45号钢以下的材料，使传动轴的制造成本更低。

来源：CAE技术联盟