万向联轴器叉头结构强度有限元分析

使用通用有限元分析软件ANSYS分析SWC620型万向联轴器叉头结构强度。分析结果指出了危险工况下叉头强度不足之处及其较大应力。对根据初始分析结果修改后的又头再设计并进行分析,结果表明,强度提高。实践证明,分析结果和实际情况基本相符。

某厂承接1700轧机组主传动轴万向联轴器叉头的设计和制造项目。对于叉头的设计和强度校核,传统方法虽然有效,但在实际强度校核中关注的结构脆弱处会随着载荷的改变和结构的不同而发生变化,并且不会是一个简单的截面或是某个点,情况很复杂,因此,常规方法中的一些简化和所谓合理的假设有时会使校核结果失真并且当载荷或其它条件变化时还要进行繁冗的重复计算,效率低。而采用有限元软件ANSYS进行分析和校核,不但分析结果更可信,而且根据具体情况更易调整约束条件、工况及其它条件,并能将分析结果直观动态地显示出来,较传统方法更为有效、可行

对模型进行简化的原因是,一个精细的模型不一定是优良的模型,譬如对于叉头,其中的一些结构对它的力学性能几乎没有什么影响,如果严格按照设计建立分析模型不但会增加不必要的工作量,而且按照这样的模型得出的分析结果和经过简化后的模型得出的结果几乎没有什么差别,并且一个不合理的模型还会给分析结果造成意料不到的影响。综上所述对模型进行合理的简化是很必要的

叉头的三个转动自由度。加载叉头实际承受的是单向变化的动载荷,这里可以把较大动载荷作为叉头受到的较大静载进行静力分析。零件受动载的问题中可以忽略交变动载荷,把较大动载或平均动载荷作为静载进行结构强度分析。这种方法可以保证结构强度,也可以保证疲劳寿命,但这是一种保守的方法,它是以变大零件的体积和重量为代价来保证零件的疲劳寿命的,在现代优化设计理论中这显然不是优良的方法。但对于叉头这种对重量和体积要求不高的零件来说,可以采用这种方法。而对于零件体积、形状和重量有严格要求的零件就须要考虑循环动载和形状优化问题