十字轴表面裂纹仿真与材料的断裂韧性试验

简介

针对万向联轴器十字轴结构安全性问题,从表面缺陷裂纹应力强度因子角度分析十字轴断裂情况。建立十字轴三维模型,运用ANSYS WorkBench对十字轴进行静力学分析,找出十字轴轴径圆弧处应力最大。然后在分析后的模型中插入半椭圆形裂纹,进行表面裂纹分析。最后,在低周疲劳试验机上进行三点弯曲试验与柔度法得到十字轴材料的平面断裂韧性。研究结果表明在十字轴轴径处裂纹大小长半轴半径c=5mm,短半轴半径a=1mm的半椭圆形裂纹得到十字轴应力强度因子大于材料试验的KIC,十字轴出现裂纹断裂。