Page 85 - 理化检验-物理分册2021年第十一期
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李平平, 等: 挖掘机直线行走阀芯断裂的原因
荷约为 18kN , 阀芯 6 个油孔处应力状态完全相 油孔处应力状态各不相同, 横向载荷侧的拉伸应
同, 最大应力( 约为 293 MPa ) 位于油孔轴向中部 力显 著 增 大 至 527 MPa , 同 侧 边 缘 应 力 约 为
位置, 油孔边缘应力约为 229 MPa , 如图 7 所示。 490MPa , 表明在复合载荷作用下, 应力峰值位置
考虑到挖掘机工作环境恶劣, 假设服役过程中存 明显向受拉侧的油孔外圆面边缘处移动。进一步
在震动引入的横向载荷。在最大轴向拉伸载荷基 对边缘进行倒角( R 为0.5mm ) 处理后, 结果如图
础上, 在阀芯1 / 4处施加横向载荷( 1kN ), 边缘无 9b ) 所示, 应力分布云图与边缘无倒角时的并无明
倒角有限元模型如图 8 所示。由图 9a ) 可见, 6 个 显差异, 边缘处应力略有下降。
图7 轴向载荷作用下直线行走阀芯的应力分布云图
Fi g 7 Stressdistributionclouddia g ramofstrai g ht-linewalkin g s p oolunderaxialload
图8 直线行走阀芯的有限元模型
Fi g 8 Finiteelementmodelofstrai g ht-linewalkin g s p ool
图9 轴向和横向复合载荷作用下直线行走阀芯的应力分布云图
Fi g 9 Stressdistributionclouddia g ramofstrai g ht-linewalkin g s p oolundertheactionofaxialandlateralcom p ositeloads
a ed g enotchamfered b ed g echamfered
应、 打磨损伤和渗碳不良等综合因素影响下发生疲
3 分析与讨论
劳断裂。
根据上述结果可知, 直线行走阀芯是在尖角效 在设计阶段, 设计者需要根据工件结构和服役
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