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为什么我计算的圆角应力集中系数这么大(带滚压圆角)

为什么我计算的圆角应力集中系数这么大(带滚压圆角)

我是按照Dr Lan 的designer的教程里面的 做法作的 。
这个曲轴是滚压圆角的,很小的圆角,由两段弧组成,凹进去的那段弧半径才0.8 ,在径向凹进才0.25。如图。
曲柄壁厚度19.55,宽度90,加载10000 N.mm,弯矩,这样算下来 曲柄销的圆角弯曲应力集中系数6. 几,主轴颈处5. 几,这是不是太大了?
而扭转应力集中系数都在 2.7左右,算是正常的。
我看了变形图,是正确的,曲拐 受弯, 曲柄销圆角处最大主应力(受拉)10.多,Mpa,主轴颈最小主应力8.几(受压)。
所以,我觉得 带圆角滚压的曲轴,这样处理可能不妥,应该怎么处理才是最好的方法呢?请问大家指点。。。。。。。谢谢。
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上传重复了。 把另外一个删除吧,刚开始在我电脑上传的,因为服务器有限制,上传的有问题,我以为没有发上去,就又跑到 管理员那里发了另外一个帖子。不好意思。、
名义应力,是正确的,曲柄销 处弯曲名义应力为1.74  跟蓝博士在教程里面的差不多。
这个倒角确实很小,但是这样 计算却没有体现 滚压带来的好处,所以这样子确实有不妥的地方。
请问该如何处理。

谢谢。

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对了,还有个问题,我看Dr Lan 在教程里面跟EXCITE DESIGNER 里面计算的对比了。
但是,请问,在EXCITE DESIGNER 如何看 应力集中系数的结果呢,在哪里啊?我在结果里面没有发现。

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圆角应力集中系数是怎么计算的?是什么公式?
论坛挣一分不容易啊
虚心学习

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在另外一个帖子 上传了 designer的教程, 你去下来看看就知道了。 里面有应力集中系数的 做法.

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在EXCITE DESIGNER 如何看 应力集中系数的结果呢,在哪里啊?
蓝:是的,最直接的方法就是对比一下FVV经验公式计算的应力集中系数。strength.RES文件中。
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  • wgao 贡献积分 +15 感谢 2008-5-26 18:28

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谢谢。我看到了。
Stress concentration factors according to FVV.
    ----------------------------------------------
     ALFA                               :      2.398                    4.831
     ALFGQ                              :                               3.892
     ALFT                               :      1.871                    2.242
我看到ALFA   主轴径的地方也很大4.831(例子里面的)
是不是ALFA是弯曲的;
ALFGQ是受压的;
而ALFT是受扭的?
这几个字母是怎么来的?

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是的。希腊字母加英文下脚,对应于Designer Theory手册中的内容

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=========================================================================
    WEB   1
    =========================================================================

                                           crank pin             main journal

    Diameter                       (mm) :     46.50                    49.50
    Collar diameter                (mm) :     52.00                    59.20
    Inner bore diameter            (mm) :      0.00                    30.00
    Fillet radius                  (mm) :      1.30                     1.30
    Recess depth                   (mm) :      0.00                     0.00
    Stroke                         (mm) :                  88.30

    Web cross section data
    ----------------------
     Collar thickness crank pin side    W1 (mm) :           0.00
     Web thickness                      W2 (mm) :          19.55
     Collar thickness journal side      W3 (mm) :           0.00
     Overall Cross section height       H  (mm) :          19.55
     Web width journal side             d1 (mm) :          90.00
     Collar width journal side          d2 (mm) :          90.00
     Collar width crank pin side        d3 (mm) :          90.00
     Web width crank pin side           d4 (mm) :          90.00
     Max. Cross section width           d5 (mm) :          90.00


    Calculated section data
    -----------------------
     Area of proj. cross section   (mm2):                1759.50
     Moment of inertia             (mm4):               56040.45
     Equiv. web width for torsion  (mm) :                  90.00
     Distancies to the fillets     (mm) :      9.78                     9.77
     Moment of resistance          (mm3):   5733.04                  5733.04
     Equivalent web width          (mm) :     90.00                    90.00

    Stress concentration factors according to FVV.
    ----------------------------------------------
     ALFA                               :      4.189                    5.994
     ALFGQ                              :                               4.979
     ALFT                               :      2.294                    2.327

    Material data for *Steel*
    -------------------------
     Fatiq. strength fully rever.(N/mm2):                 690.00
     Ultimate tensile strength   (N/mm2):                1500.00
     Brinell hardness (HB)       (N/mm2):                 294.00
     Material yield strength     (N/mm2):                1050.00
     Internal notch effect factor    (-):                   0.95
     Fillet fatig.str.full.rev.  (N/mm2):    773.56                   773.46
我跟designer里面的计算比较了。差了不少。
弯曲              连杆轴颈    主轴径
有限元计算      5.647041938    4.649493413
designer                 4.189                    5.994   
受压         
有限元计算                    2.128995
designer                                         4.979
扭转的倒是差不多。
这样的话,该如何取值呢。

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用你的有限元结果!

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文中提到:
但是这样 计算却没有体现 滚压带来的好处

个人理解,应力集中系数只与结构有关,与材料、加工方法、载荷没有关系
所谓的滚压、喷丸、渗碳、氮化之类的工艺是使零件表面材料更加致密,产生残余压应力,从而减小疲劳裂纹产生的倾向,所以模拟不出是正常的吧
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  • wgao 贡献积分 +10 感谢 2008-5-26 18:29

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这个倒角确实很小,但是这样 计算却没有体现 滚压带来的好处,所以这样子确实有不妥的地方。

圆角滚压是对曲轴的一种强化,他实际上是提高了许用疲劳应力值。当你计算的结果超过你所选用材料本身的许用疲劳应力时,你需要考虑换材料或者采取各种强化工艺了,比如圆角淬火、圆角滚压、氮化等工艺进行处理,从而使产品能够满足设计和使用的要求。

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可将强化系数,折算进材料特性中或安全系数中。

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