基于有限元法的试验机转轴动力学分析

试验机转轴的动态特性极大地影响了试验机的动力学性能和工作精度,论文利用有限元方法(FEM)对试验机转轴进行了模态分析和谐响应分析,利用模态分析得出转轴的各阶模态及其固有频率,利用谐响应分析得出对转轴振动影响最大的模态。模态分析结果说明固有频率的大小与模态发生的部位有关,同一部位发生的模态固有频率接近;谐响应分析结果说明转轴左端前后方向和竖直方向的弯曲振动模态比较容易引起转轴的共振。分析结果为转轴结构的进一步优化提供了理论参考。

基于正交设计试验的试验机转轴静态灵敏度分析

影响试验机转轴最大静态应力的结构参数比较多,如果以降低最大静态应力为目标对转轴进行设计时考虑所有的参数,则会大大增加设计的时间和成本。以最大静态应力为指标,利用正交设计试验法,对主要结构参数进行灵敏度分析,筛选出灵敏度较高的设计变量,可以在一定程度上简化设计模型,提高设计速度,计算结果为此类轴类零件的设计提供了参考。根据分析文中得出如下结论:转轴所受的最大静态应力小于其材料的屈服极限;以转轴最大静态应力为指标,各结构参数按灵敏度绝对值从大到小依次为:R3,R1,R2,L8,L2,R4,L9,L3,L1,L4,L6,L7,L5。

扭矩对试验机转轴微动损伤特性的影响

为了探索扭矩作用下转动轴的微动损伤特性,利用JD-1轮轨模拟试验机,通过改变载荷大小,研究了制动力矩对转轴与轴承内圈过盈配合面微动损伤特性的影响,并借助激光扫描共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察损伤表面的磨痕和剖面微观组织,分析了不同扭矩载荷下转轴表面的微动损伤机理.结果表明:在垂向试验载荷和制动力矩的作用下,试验机转轴在与左右两端轴承内圈过盈配合面处出现了微动损伤,磨损形式主要表现为磨粒磨损和粘着磨损;随着制动力矩的增加,转轴配合面的表面磨损加剧,塑性变形层变厚约75%,微动损伤变得更严重;左端配合面的磨损和塑性变形均比右端严重,两端配合面处的塑性变形层厚度分布不均;转轴配合面处产生了微裂纹,且左端产生的裂纹多于右端,微裂纹的数量随着制动力矩的增加而增多了约6倍,裂纹扩展角度也变大约50%.