T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计【4张图纸】

T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计

28页 12800字数+说明书+4张CAD图纸【详情如下】

T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计说明书.doc

几何模型的应力分布图.doc

图.doc

图纸.doc

拐轴实际.dwg

拐轴改进.dwg

拐轴设计.dwg

拐轴（设计）4张.dwg

模拟结构图.dwg

目录.doc

目       录

第1章     绪论     1

 1.1       引言     1

1.2       失效分析的发展简况   2

 1.3      本课题的背景和意义  3

第2章    失效分析的方法   4

2.1       失效分析的概况   4

2.2       常用失效分析及技术  6

2.3       系统分析方法11

第3章     拐轴的断裂原因分析  14

 3.1      实验结果与分析      15

3.2      PRO/E建模           19

 3.3      ANSYS分析           20

 3.4      拐轴的优化设计      23

设计心得      25

参考文献   27

摘   要

我的设计课题是T108吨自卸车拐轴的断裂失效分析及优化设计本文通过对拐轴轴化学成分、宏观、微观及力学性能等方面的一系列实验，失效分析技术是指在各种失效分析方法中具体所采用的分析技术和手段。对失效分析对象而言，失效分析技术从总体上可分为非破坏性和破坏性失效分析技术，具体可分为：感官检查诊断技术、痕迹发现技术、断口和裂纹分析技术、化学成分分析技术、性能测试技术、无损检验技术、宏观残余应力测试等。分析出该轴的断裂原因，在此基础上，利用PRO/E软件对泵轴进行了较全面的有限元分析及优化设计，不但验证了实验分析的正确性，而且提出了合理的改进方案。

我们通过对自卸车拐轴轴的宏、微观分析和结构分析，了解该轴的应力分布情况，找出应力集中部位，分析该系列轴断裂的原因,在此基础上充分利用PRO/E技术进行进一步的应力分析,以验证宏、微观分析结果,再利用PRO/E技术进行轴的优化设计,达到改进轴的目的仍然采用ANSYS软件进行轴的优化设计，在建模中，由于要进行有限元分析，为减少小尺寸的影响，一些不重要的倒角、倒角可以省略，此外，拐轴的实际受力过程是不断运动的，为便于分析起见，在受力等效的原则下，通过施加约束转化为一个静力分析模型。

并对所做的优化结构进行分析验证，达到减少应力集中，提高零件及设备的使用寿命。这样既能保证设备的正常使用，提高工厂的经济效益，有很高的实用价值，而且为轴失效问题的分析可提供有效的参考资料。

关键词 失效分析；断裂；有限元；PRO/E；拐轴

　　　长期以来，人类在生产实践中不断与产品失效作斗争，但失效分析仅作为零星、分散、宏观的经验世代相传。失效分析作为一种学科分支还是近半个世纪的事情。材料科学的兴起、先进测试技术的应用以及近代物理、化学等的全面发展，使得人民能够从微观方面阐明产品失效的本质、规律和原因。在此基础上，失效分析走上系统、综合、理论化的新阶段。近半个世纪所积累的失效分析知识与技术千百倍于人类前期有关知识的总和。但这种知识必然随着人类生产实践和科技进步而不断发展。虽然由于科技的发展，产品在设计、生产、使用与维修上的技术改进，似的产品的可靠性日益提高，然而，失效事件并不会消失。而且，产品的自动化程度愈高、技术愈密集，一旦出现失效，造成的损失就愈严重。因此失效分析将随着科技的高速发展显得更为重要。

   远在1862年英国建立世界第一个蒸气锅炉监察局时，失效分析就被作为法律仲裁产品质量事故的技术判断手段。在1938-1945年间，美国质量管理学会发起“失效废品检验规划”，号召生产企业把失效分析作为重要环节纳入质量管理系统。在四十年代末和五十年代初，为解决电子产品失效问题而发展起来的可靠性理论使失效分析进入到一个新的阶段。到六十年代，人们更开始了机械设备系统可靠性理论的研究。近年来，失效物理和失效分析在这种认识推动下，也得到了很大的重视和发展。失效分析推动科学技术进步，促进国民经济健康发展，提高机械产品质量，在国民经济中有重要作用和意义。

1.3  本课题的背景和意义。

   此课题研究的拐轴是某厂108吨自卸车上一部件，在此称为主轴。我们从设计图纸上了解到主轴的结构，按使用情况我们在主轴（拐轴）尾部接上管子，然后通过焊接用一个外径为450，内径为374，总长为1946的圆管约束，约束位置在离圆管端部418处，主轴端部离中心线472。