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鑄鐵曲軸廣泛采用了圓角滾壓強化技術來提高其彎曲疲勞強度,進行疲勞分析時必須考慮滾壓引入的殘余應力。針對某圓角滾壓鑄鐵曲軸,首先建立了與其對應的滾輪—階梯軸三維柔—柔接觸有限元模型,通過滾輪壓入—相對轉動—滾輪卸載模擬滾壓過程,得到了圓角滾壓殘余應力;然后進行了試驗彎矩作用下的曲軸單拐有限元受力分析得到了圓角的彎曲應力及應變。為了模擬鑄鐵材料的特性,滾壓及彎曲計算均采用了拉壓異性的材料模型,但前者選用單調拉、壓應力應變曲線,而后者選用循環(huán)拉、壓應力應變曲線。最后以疲勞試驗彎矩作用下彎曲應變幅為基本參數,將滾壓殘余應力視為平均應力,利用材料應變—壽命曲線進行局部應力應變法疲勞分析,得到了曲軸圓角危險位置的壽命,與試驗結果相符。
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