驱动轴的断裂分析及基于有限元的改进研究

某汽车主机厂出现输送线驱动轴断裂的情况,通过断口宏、微观外观对驱动轴断裂的原因进行分析,结果表明:在60JPH的生产节拍下,驱动轴发生旋转弯曲疲劳断裂,裂源处具有应力集中效应。利用Catia软件对驱动轴进行结构优化和更换材料,降低驱动轴过渡圆角处的应力集中水平,提高屈服强度。将建立的优化模型导入到ANSYS/workbench进行有限元计算,计算结果显示:优化后轴的安全系数提高。利用nCode Design life的S-N分析方法得到轴的疲劳损伤图和寿命图,显示优化后的轴满足使用要求。改进后的轴投入生产后解决了驱动轴断裂问题,为以后轴的可靠性设计和优化提供了理论依据和参考。