滑塊式萬(wàn)向聯(lián)軸器叉頭強(qiáng)度分析

某熱軋帶鋼廠(chǎng)粗軋機(jī)組二輥粗軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)采用的滑塊式萬(wàn)向聯(lián)軸器，曾多次發(fā)生叉頭斷裂事故,造成嚴(yán)重的損失，對(duì)滑塊式萬(wàn)向聯(lián)軸器叉頭的強(qiáng)度進(jìn)行深入分析。對(duì)叉頭整體分析的基礎(chǔ)上采用子模型技術(shù)，對(duì)叉頭的應(yīng)力集中區(qū)域進(jìn)行計(jì)算分析,準(zhǔn)卻獲得該區(qū)域的應(yīng)力分布,找出其危險(xiǎn)部位,確定其按疲勞強(qiáng)度能長(zhǎng)期承受的扭矩和按靜強(qiáng)度能承受的較大扭矩,為優(yōu)化粗軋機(jī)組各機(jī)架的負(fù)荷分配提供了依據(jù)。

在叉頭受載側(cè)過(guò)渡圓弧段中部及叉頭銼孔與過(guò)渡圓弧交接處尖角存在著應(yīng)力集中,考慮到單元總數(shù)限制及計(jì)算時(shí)間等因素,整體模型的網(wǎng)格劃分較疏,不能反映倒圓角等細(xì)節(jié)。為此處準(zhǔn)確的了解,采用子模型技術(shù),即只對(duì)應(yīng)力集中區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格加以分析。子模型方法又稱(chēng)切割邊界位移法,切割邊界就是子模型從整個(gè)較粗糙的模型分割開(kāi)的邊界。即如果實(shí)際分布載荷被等效載荷代替以后,應(yīng)力和應(yīng)變只在載荷施加的位置附近有改變。這說(shuō)明只有在載荷集中位置才有應(yīng)力集中效應(yīng),如果子模型的位置遠(yuǎn)離應(yīng)力集中位置獷則子模型內(nèi)就可以較準(zhǔn)卻的結(jié)果。對(duì)于子模型切割邊界上的所有節(jié)點(diǎn),程序用原整體模型網(wǎng)格中相應(yīng)的單元確定自由度數(shù)值,然后這些數(shù)值用單元形狀功能插值到切割邊界上。整個(gè)模型切割邊界的計(jì)算位移值即為子模型的邊界條件,然后將原整體模型上所有其他載荷和邊界條件復(fù)制到子模型上。子模型除了能求得模型某部分的準(zhǔn)確解,還可以減小甚至取消有限元實(shí)體模型中所需的復(fù)雜的傳遞區(qū)域,并且能夠幫助用戶(hù)證明網(wǎng)格劃分是否足夠細(xì)。