我们选取3000N/m的扭矩为荷载,由于我们设定一端为约束,所以只需施加的扭矩为1500N/m.
经过软件求解,可以得出位移云图和等效应力图:
对于位移云图和等效应力图分析可知,在半轴只受扭矩时,其固定端的位移量最小,施加扭矩端部的位移量最大。这也很好的解释了半轴端部花键处以及发兰盘处断裂的原因。
在分析等效应力图时,可以得知在只受扭矩的情况下,等效应力从作用点处到固定端部一次逐渐减小。在轴直径较小的地方等效应力较大,端部以及变直径的截面处的等效应力较大且是不均匀的,所以这些地方也是十分容易产生断裂的位置。我们在设计是应当尽量避免这些不利因素。
半浮式半轴
车轮与桥壳之间无直接联系,而支承于悬伸出的半轴外端。因此,地面作用于车轮的各种反力都须经半轴外端的悬伸部分传给桥壳,使半轴外端不仅要承受转矩,而且还要承受各种反力及其形成的弯矩。 对于半浮式半轴其受力情况可以分解为三个力:轴弯矩、轴向压力,端面切向力。(此处对于其他特殊情况下的力不分析):
为了更好地体现其端部特征以及花键处的受力情况,避免忽略一些中招因素,我们选了另一个类型的轴进行处理,图纸如下:
在PRO/E中建模;
将模型导入ANSYS中,设定好单元为Tet 10node 92,其材料材料为
40Cr,弹性模量:2.11E+11,泊松比:0.277。并进行网格划分:
模型创建一个刚性梁单元:在模型一端外生成一个节点,设定其单元属性为MPC184.Rigid Bean(刚性梁)。设定一端底面为固定约束。并对其施加1500N/m的轴向扭矩,100N/m的轴向压应力,以及2000N垂向轴线的力。
经过软件求解,可以得出位移云图和等效应力图,力的矢量图等: