裂纹前沿网格参数对皮带轮应力强度因子的影响

摘要

针对皮带轮三维裂纹体端面网格数和轴向网格数的优化问题,基于应力强度因子理论,对皮带轮张开型表面裂纹前沿的网格参数进行了正交实验研究。首先,研究了正交设计理论和应力强度因子的位移法计算原理;然后,在皮带轮应力集中位置,建立了一定大小的裂纹,并对该裂纹的应力强度因子进行了有限元计算;最后,用正交设计方法设计了裂纹体周边网格的不同因数水平的实验方案,根据I型最大应力强度因子结果,对裂纹体周边网格数进行了研究。研究结果表明:径向网格数对皮带轮裂纹I型最大应力强度因子影响最灵敏,其次是周向网格数,而轴向网格数最不灵敏;经过正交优化后,该裂纹体最佳网格划分的径向网格数为8,周向网格数为16,轴向网格数为15。