含損傷裂紋的重型卡車制動(dòng)盤疲勞壽命分析

           由于加工工藝等原因，使得零件在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生缺陷，進(jìn)而在實(shí)際使用中慢慢擴(kuò)展為裂紋，這也就使得結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度大大降低，更甚至?xí)斐闪慵钠谄茐?。在之前的分析中，含裂紋的疲勞損傷是造成零件失效的重要因素，在行駛的過(guò)程中，含有裂紋的制動(dòng)盤在交變載荷的作用下，更易發(fā)生疲勞破壞。研究疲勞壽命與裂紋參數(shù)之間的關(guān)系、制動(dòng)盤的材料與疲勞壽命之間的關(guān)系存在著很大的研究?jī)r(jià)值。

           1、裂紋

            依照擴(kuò)展方式的不同可Ｗ將裂紋分為張開(kāi)型，滑移型和撕開(kāi)型等幾種形式，其他形式的裂紋應(yīng)看作是這Ｈ種類型的組合。在低應(yīng)力的作用下，張開(kāi)裂紋最易造成結(jié)構(gòu)斷裂，所Ｗ，在本文的分析中，將復(fù)雜裂紋簡(jiǎn)化為張開(kāi)型裂紋。

           1）張開(kāi)型

           2）滑移型

           二種類型的裂紋

           2、通常情況下，會(huì)把裂紋的擴(kuò)展過(guò)程分成四個(gè)過(guò)程：疲勞裂紋成核階段、微觀裂紋擴(kuò)展階段、宏觀裂紋擴(kuò)展階段Ｗ及斷裂階段ＰＳ１。通過(guò)利用斷裂力學(xué)的知識(shí)可知道，理論上影響裂紋的主要因素包括應(yīng)力強(qiáng)度因子，能量釋放率Ｌ義及Ｊ積分。

           3、裂紋建模技術(shù)

           在Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈｌ４．５版本以后，裂紋建模更加簡(jiǎn)潔，Ｗ半備圓形裂紋為原型，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可控制裂紋的長(zhǎng)度Ｗ及裂紋的深度。通過(guò)構(gòu)建局部坐標(biāo)系來(lái)確定裂紋的位置，其中Ｘ的正方向?yàn)榱鸭y深度的方向，須從結(jié)構(gòu)的表面指向結(jié)構(gòu)的內(nèi)部；ｙｏｚ平面為結(jié)構(gòu)表面。對(duì)于添加裂紋單元后的結(jié)構(gòu)有限元模型必須是四面體單元，否則無(wú)法生成。

           在裂紋尖端處結(jié)構(gòu)變化很大，而且對(duì)此處的結(jié)果要求較島，必須對(duì)此處的網(wǎng)格進(jìn)行足夠小的細(xì)化。在Ｗｏｒｋｂｅｎｄｉ中，都是利用相互作用積分法來(lái)計(jì)算脯圓裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子和Ｊ積分的，相比于傳統(tǒng)的位移插值法，其不僅對(duì)網(wǎng)格密度的要求不高，而且精度會(huì)更高。