液压缸活塞杆失效分析及疲劳寿命评估

摘要

液压缸是现代工程机械中一种重要的能量转换执行元件，它可以将液压能转换为工程机械动作所需要的能量。其主要运动包括往复直线运动、往复摆动运动。由于绝大多数工程机械工作环境十分恶劣，特别是压滤机、推土机、装载机及一些隧道工程机械的工作条件更差，而液压缸活塞杆作为这些工程机械的核心功能元件，承担着整个机构的能量传递作用，可以说是整个工程机械的“核心”。所以，活塞杆因异常发生失效，带来的后果是无法预测的。因此对液压缸活塞杆进行失效分析和疲劳寿命预测就显的格外重要了。 本文选用ABAQUS与Fe-safe两大有限元软件联合仿真。对液压缸活塞杆进行了静力学分析、模态分析；对影响工程机械液压缸质量的因素进行了系统分析总结，并提出了一些提高液压缸质量的建议和措施；对应力-强度可靠度模型进行了详细叙述并结合“应力--强度干涉模型法”对活塞杆进行了强度可靠度预计，对活塞杆断裂的原因进行了初步分析；通过列举有关疲劳累积损伤理论，使用大型通用有限元软件ABAQUS和Fe-safe对活塞杆-耳环组件进行联合仿真，对活塞杆-耳环组件进行疲劳寿命分析，得到疲劳寿命计算结果及其寿命云图。 研究成果对于企业时刻把控设备使用状态，预防疲劳失效的发生以及对产品剩余寿命的评估工作，都具有一定的指导意义。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题来源及背景

1.2 国内外研究发展现状

1.3 课题研究的目的与意义

1.4 本文的主要内容

1.5 本章小结

2 影响工程机械液压缸质量因素分析

2.1 概论

2.2 工程机械液压缸质量控制的主要因素分析

2.3 控制工程机械液压缸质量的方法

2.4 本章小结

3.压滤机液压缸活塞杆断裂原因分析

3.1 引言

3.2 应力-强度干涉模型法

3.3 压滤机液压缸活塞杆的可靠度预计

3.4 活塞杆断裂失效原因分析

3.5 本章小结

4 压滤机液压缸活塞杆有限元分析

4.1 有限元法简介

4.2 ABAQUS软件简介

4.3 压滤机液压缸活塞杆-耳环组件有限元分析

4.4 本章小结

5 压滤机液压缸活塞杆疲劳寿命评估

5.1 疲劳基础理论

5.2 疲劳寿命的影响因素

5.3 基于Fe-safe软件的疲劳寿命评估

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 未来展望

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢