【摘 要】
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本文旨在解决大型电机轴在运行过程中裂纹失效这一实际问题。首先对课题的研究背景等进行了综述，详细分析介绍了大型电机带筋板轴在使用过程中产生裂纹的失效原因，计算了轴的疲
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本文旨在解决大型电机轴在运行过程中裂纹失效这一实际问题。首先对课题的研究背景等进行了综述，详细分析介绍了大型电机带筋板轴在使用过程中产生裂纹的失效原因，计算了轴的疲劳寿命，提出改进措施并修复。具体研究内容如下：
1.首先根据图纸建立轴的三维结构模型，运用有限元ANSYS软件分析计算实际工状情况下轴的应力分布情况，对比分析了在不同筋板根部圆角情况下电机轴的应力分布，建立了实际裂纹状况时轴的模型并对其进行有限元应力分析，得出了应力集中是造成裂纹的主要原因之一，电机轴的裂纹失效属于低应力疲劳破坏；对比了无裂纹时与裂纹存在时的应力值，获得了裂纹存在时裂尖应力值超高裂纹将不断扩展的结论。
2.对电机轴裂纹部分材料试样进行了化学成分、力学性能、冲击及硬度、金相等一系列的性能试验，对比西门子给定的材质标号分析对比找出电机轴的失效机理。从而得到电机轴材料强度不够及加工过程中工艺不当亦是电机焊筋轴断裂的原因。
3.通过多轴疲劳软件Fe-safe，调用ANSYS应力分析结果rst文件，使用力学性能实验数据输入软件获得S-N曲线，根据实际载荷状况输入载荷谱，计算全轴疲劳寿命，得出全轴寿命云图。
4.利用1/4节点位移法，借助ANSYS后处理器(/POSTl)中提供的计算应力强度因子模块，计算出线弹性条件下实际裂纹状况时轴裂尖的应力强度因子KⅠ、KⅡ和KⅢ值，根据复合裂纹的断裂准则判断其断裂特性，并预测裂纹轴的的剩余疲劳寿命。
5.提出了优化修复方案，根据技术方案进行现场焊接修复，在轴修复后安装应变在线监测系统，时实监控轴的危险点的应变状况，保证安全生产。
本文对电机轴裂纹的生成机理进行了一定深度的研究，计算了轴的各种状态疲劳寿命，提出了具体修复方案，为将来同类构件的失效分析及寿命计算提供参考。
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