三维有限元计算是结构强度校核中常用的方法,这里运用三维有限元法定量分析计算了曲轴的主要结构因素对圆角应力状态的影响,在此基础上分析对弯曲强度的影响.在有限元计算过程中采用1/4曲轴结构,及六面体和五面体两种单元类型.

基于Bazant尺度律理论,结合预制缺口梁的三点弯曲试验,研究了水泥砂浆、乱向钢纤维增强水泥砂浆以及定向钢纤维增强水泥砂浆弯曲强度的尺寸效应。研究结果表明,水泥砂浆和乱向钢纤维增强水泥砂浆的弯曲强度具有尺寸效应,而定向钢纤维增强水泥浆受试件尺寸的影响程度不明显,其弯曲强度稳定在一条相对平稳的水平线上。可以认为,钢纤维的定向分布提高了材料的延性,其脆性断裂特征不明显。由回归曲线建立了用以预测定向钢纤维增强水泥砂浆弯曲强度的尺度律计算式,并通过脆性数定量分析了钢纤维分布形式对材料脆性的影响。

为了解构件尺寸的微型化给材料的强度带来的影响,利用纳米硬度计通过微悬臂梁的弯曲试验法来测量多晶硅微构件弯曲强度,利用电磁驱动微拉伸装置测试了抗拉强度.试验研究表明,多晶硅微构件的弯曲强度和抗拉强度表现出随构件尺寸的减小而增加的尺寸效应.统计分析表明,多晶硅微构件的平均弯曲强度为(2.885±0.408)GPa,其平均抗拉强度为(1.36±0.14)GPa.研究结果为微机械构件的可靠性设计提供依据.

齿轮强度标准在行业中贯标率较低,使得基于不同标准得到的齿轮产品设计结果缺乏通用性.以应用较广的ISO10300-2014和ANSI/AGMA2003-B97标准为对象,研究弧齿锥齿轮接触与弯曲强度计算标准的差别,探讨两种标准中各设计量与修正系数的定义方法、取值及对轮齿强度的影响.设计多组算例比较两种标准下齿形与工作参数对接触和弯曲强度的作用,并通过有限元接触分析对其进行验证.结果表明,由于参数的定义和取值不同,两种标准计算的接触与弯曲强度差别较大.有限元接触分析与两种标准的计算值比较显示,综合考虑材料的疲劳强度极限与齿轮结构强度,结合接触和弯曲强度的安全系数来评估弧齿锥齿轮的承载能力更为合理.

主要论述齿根过渡圆角对齿轮弯曲强度的影响,利用Kisssoft软件计算不同齿根过渡圆角下齿根弯曲强度及其安全系数,利用零件的S-N曲线计算在设定工况下齿轮的损伤率,并通过静态耐久试验验证齿根过渡圆角对齿根弯曲强度的影响很大,为齿轮强度优化提供了参考.

主要论述齿根圆角大小-影响齿轮弯曲强度的要因之一的计算及测量方法,通过论述齿根圆角大小的计算方法,说明齿根圆角大小对齿轮弯曲强度的影响,同时介绍了在实际零部件质量控制过程中,如何通过测量的方法保证齿根圆角的大小,从而保证齿轮的弯曲强度.

针对谐波式齿轮泵柔轮容易产生疲劳破坏这一问题，通过对柔轮进行疲劳强度及轮齿弯曲强度分析，推导出柔轮疲劳强度校核公式和轮齿弯曲强度校核公式，为新型齿轮泵的设计和开发提供了参考。