基于ANSYS nCode的转向器蜗杆疲劳断裂分析

基于ANSYS nCode联合仿真模拟蜗轮蜗杆啮合,研究分析转向器蜗杆强度、疲劳寿命与损伤值,由仿真结果可以看出蜗杆主要失效为塑性应变引起的低周疲劳断裂,且齿根处易在双向弯曲拉应力作用下产生应力集中及裂纹,继而扩展为蜗杆底径疲劳断裂。疲劳试验结果表明,断裂面贝纹线清晰可见,呈典型的双向弯曲疲劳断裂特征。仿真结果与试验结果基本吻合,验证了仿真与理论分析的准确性。

5MN扁挤压筒热力耦合及疲劳寿命分析

以5MN扁挤压筒为研究对象,采用ANSYS APDL进行热力耦合分析,运用ANSYS nCode Design Life进行疲劳寿命分析,考察工作压力与热应力共同作用下的等效应力分布,以及热应力对疲劳寿命的影响。研究发现:1)工作压力与热应力之间存在叠加抵消效应,在二者共同作用下,扁挤压筒的等效应力峰值回落约1.2%;2)当热应力与工作压力共同参与疲劳寿命计算时,扁挤压筒的最低疲劳寿命由不考虑热应力时的3182次提高至10710次,与实际使用寿命更加吻合。结果表明,在扁挤压筒物理性能研究中,热力学与结构力学的共同作用不是二者的简单叠加,耦合作用不容忽视。