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挂车车轴疲劳强度分析及优化设计
| 论文题名： | 挂车车轴疲劳强度分析及优化设计 |
| 关键词： | 挂车车轴;疲劳强度;优化设计;材料特性;失效机理 |
| 摘要： | 本文以挂车车轴为研究对象，遵循车轴对应的国家标准，通过材料特性实验、静强度分析、刚度分析、弹塑性分析及疲劳分析，得出构件的相关技术指标，并对其展开校核分析，并在以上分析的基础上，给出车轴的优化改进方案。 首先，论文通过拉伸试验与疲劳试验，获得了车轴的材料特性，包括弹性模量、屈服极限、强度极限及材料的S-N曲线。通过考查车轴校核所对应的实际工况，分析出对应有限元模型的边界条件；在原模型基础上创建车轴支座模块，模拟出车轴试验环境中的载荷工况，实现对车轴模型的约束、加载等最终实现边界条件设置。借助软件后处理模块，分析出相应工况中实现加载后车轴模型对应的冯米塞斯应力、整体变形结果及疲劳寿命等结果。 其次，校核了挂车车轴垂直弯曲静强度下的弯曲失效后备系数。挂车车轴在6倍的最大额定车轴载荷工况时，车轴的应力、应变问题发生变化，挂车车轴形变由线弹性阶段进入到非线性阶段，达到屈服极限后由弹性变形阶段进入塑性变形阶段。文章使用双线性材料模型来模拟车轴构件的弹塑性问题。在对车轴进行强度、刚度分析后，提出车轴的改进设计方案，对车轴的整体结构作合理的改进；通过对车轴的疲劳分析，得出车轴不同部位的疲劳寿命，分析结果表明，车轴满足国标规定的疲劳强度要求。 综上，论文基于有限元方法，对挂车轴的整体性能进行了校核与改进。论文设置了三种载荷工况：单倍载荷工况、疲劳载荷工况、6倍载荷工况，指出原方案的不足，提出优化改进方案，实现遵循国家标准JT/T475-2002对车轴进行校核。通过对车轴进行优化改进，最终设计完全满足了国家标准JT/T475-2002的各项指标。 |
| 作者： | 丁兆磊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 焦学健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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