T108吨自卸车拐轴的断裂原因分析及优化设计cad图纸+1.4万字说明书

设计模型的位移分布图

设计课题是T108吨自卸车拐轴的断裂失效分析及优化设计本文通过对拐轴轴化学成分、宏观、微观及力学性能等方面的一系列实验，失效分析技术是指在各种失效分析方法中具体所采用的分析技术和手段。对失效分析对象而言，失效分析技术从总体上可分为非破坏性和破坏性失效分析技术，具体可分为：感官检查诊断技术、痕迹发现技术、断口和裂纹分析技术、化学成分分析技术、性能测试技术、无损检验技术、宏观残余应力测试等。分析出该轴的断裂原因，在此基础上，利用PRO/E软件对泵轴进行了较全面的有限元分析及优化设计，不但验证了实验分析的正确性，而且提出了合理的改进方案。
我们通过对自卸车拐轴轴的宏、微观分析和结构分析，了解该轴的应力分布情况，找出应力集中部位，分析该系列轴断裂的原因,在此基础上充分利用PRO/E技术进行进一步的应力分析,以验证宏、微观分析结果,再利用PRO/E技术进行轴的优化设计,达到改进轴的目的仍然采用ANSYS软件进行轴的优化设计，在建模中，由于要进行有限元分析，为减少小尺寸的影响，一些不重要的倒角、倒角可以省略，此外，拐轴的实际受力过程是不断运动的，为便于分析起见，在受力等效的原则下，通过施加约束转化为一个静力分析模型。
并对所做的优化结构进行分析验证，达到减少应力集中，提高零件及设备的使用寿命。这样既能保证设备的正常使用，提高工厂的经济效益，有很高的实用价值，而且为轴失效问题的分析可提供有效的参考资料。
3.失效分析的具体过程
（1）调查研究
①向机器操作者调查破坏过程，观察破坏现场，了解破坏构件在机器的部位和工作情况。
②向生产工人和技术人员调查构件的生产工艺历史和参数。
③向设计人员调查构件的设计过程和设计计算。
④外观检查，观察破坏构件的外形特征。
⑤服役条件、工作环境等的综合分析。
（2）断口分析、破面分析、变形量测定
①断裂试样的正确选择及切龋
②断口的宏观分析。
③断口的微观分析。
（3）内在质量的检验
①低倍检验：主要检查夹杂、气孔等低倍检查项目。
②金相组织分析：检查破断零件的裂纹分布及走向，金相组织是否正常。
③材料的化学成分分析：主要复验材料的常规机械性能是否合格，据构件破坏部位的几何形状、应力分布情况、负载的变化等情况与该类情况下的静/动机械性能比较。
（4）判明失效的原因：据上面的调查研究及实验检查结果，综合分析造成构件失效的原因。
（5）提高改进措施
（6）实际运行考验
2.2.2常用失效分析技术
失效分析技术是指在各种失效分析方法中具体所采用的分析技术和手段。对失效分析对象而言，失效分析技术从总体上可分为非破坏性和破坏性失效分析技术，具体可分为：感官检查诊断技术、痕迹发现技术、断口和裂纹分析技术、化学成分分析技术、性能测试技术、无损检验技术、宏观残余应力测试等。
1.感官检查诊断技术
失效分析与医生看病或诊察案件相似，对信息资料既要单独和分类推敲，又要综合分析，通盘考虑，然后提出疑问、假设，进一步有针对性地补充信息资料，多方考核，验证假设，从众多原因中，逐步确定取舍，从而得出可靠结论，并提出切实可行的预防措施，最后在实践中进一步验证。
感官检查是一种直观、简洁、使用方便、可靠性好的应用技术。主要依靠人体感官功能智力、经验的结合获娶存储、加工处理信息，达到分析目的。它主要包括视觉检查、触觉检查、嗅觉检查等。
2.痕迹发现技术
失效分析中进行宏观、微观分析时都离不开痕迹分析。通过痕迹分析，不仅可对事故和失效发生、发展过程作出判断，并可为事故和失效分析结论提供可靠左证和依据。所谓痕迹分析就是对表面形貌（花样）的变化、成分的变化（或材料的迁移）、颜色的变化、表层组织、性能的变化、残余应力的变化、以及表面污染状态的变化等变化特性进行诊断鉴别，找出变化的原因，为事故和机械失效分析提供线索和证据。其主要研究内容是：
①研究机械表面上形成痕迹的物理、化学过程（即机制）；
②研究痕迹对机械结构及其功能的影响；
③研究不同材料表面性能与痕迹的关系及其机械失效分析中的应用；
④痕迹的理化检验方法；
⑤痕迹的各种预防措施和表面强化或改进技术。
在一般情况下痕迹分析程序是：
①寻找、发现和显现痕迹；
②痕迹的提娶固定、显现、清洗、记录和保存；
③鉴定痕迹（这是痕迹分析的重点工作）一般原则是由表及里，由简而繁，先宏观后微观，先定性后定量。遵循形貌-成分-组织结构-性能的分析顺序；
④痕迹的模拟再现试验；
⑤综合性分析；
⑥做分析结论并写出有建设性意见的报告。
3.断口的裂纹分析技术
断口和裂纹分析一般包括宏观分析与微观分析两个方面。前者指用肉眼或40倍以下的放大镜、实体显微镜对断口或裂纹进行观察分析，可有效地确定对断裂起源和扩展方向；后者指用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜等对断口或裂纹进行观察、鉴别与分析，可以有效地确定断裂类型与机理。
宏观分析和微观分析是不可分割的整体，二者不可互相取代，只能互相补充、互相促进。过分依赖微观分析而不重视宏观分析，只根据几个微观视场的特征就作出判断，往往会导致全局性的判断失误；反之，忽视微观分析只进行宏观分析，则可能得出肤浅乃至错误的结论。断口和裂纹分析技术一般包括：分析对象的确定与显示技术、观察与照相记录技术、定性与定量分析技术及仪器与设备的使用技术等。

几何模型的应力分布图

拐轴（设计）

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