Page 99 - 《橡塑技术与装备》2025年3期
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测试与分析
TEST AND ANALYSIS
图 10 Goodman 平均应力修正图
图 11 输出轴寿命云图
图 14 优化后的等效应力云图
图 12 输出轴疲劳安全系数
图 15 优化后的安全系数
利用有限元模拟技术，对输出轴进行静力学分析和疲
劳分析，得出输出轴疲劳断裂位置，并对该位置进行
相应优化改进，得出以下结论 ：
（1）由静力分析结果可知，该输出轴的的变形、
应力应变情况总体处于较低水平，其最大应力值远小
于输出轴材料的屈服极限，位移变形量较小，满足使
图 13 输出轴优化结构示意图
用要求，发生最大变形量和最大应力应变的位置均在
出轴所受的最大应力位置和优化前相同，均在靠近轴 靠近轴肩的位置。
肩位置处，最大应力降低为 17.217 MPa，约为改进前 （2）由疲劳分析结果可知，安全系数最小值和最
的 38.8%。从改进后的输出轴安全系数云图中可以看 低寿命均发生在同一位置靠近轴肩处，故该输出轴在
出，安全系数最小值提升为 6.966 2，符合设计需求， 靠近轴肩处发生疲劳失效。优化输出轴结构和材料后，
说明优化后的输出轴不会发生疲劳破坏，优化方案可 最大应力降低为 17.217 MPa，约为改进前的 38.8%，
行。 说明优化后的输出轴在承受相同的工作载荷时，所承
受的应力已经大大减少，降低了疲劳失效的风险。此
4 结语 外，优化后的输出轴获得了更高的安全系数。安全系
双螺杆挤出机传动系统设计过程复杂，实际运行 数的提升意味着输出轴在承受工作载荷时具有更大的
工况特殊，本文对传动箱输出轴的实际工况进行分析， 安全裕量，即使遇到过载情况，也能更好地抵抗疲劳
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