液压缸活塞杆失效分析及疲劳寿命评估

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1、分类号：TH137.51单位代码：10110学号：S1502090中北大学全日制工程硕士学位论文液压缸活塞杆失效分析及疲劳寿命评估硕士研究生张鹏校内指导教师辛志杰教授校外指导教师卢雪艳高工学科专业机械工程2018年4月16日图书分类号：TH137.51密级非密注1UDC621硕士学位论文液压缸活塞杆失效分析及疲劳寿命评估张鹏校内指导教师（姓名、职称）辛志杰教授校内指导教师（姓名、职称）卢雪艳高级工程师申请学位级别全日制工程硕士专业名称机械工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月

2、29日学位授予日期2018年月日论文评阅人刘志奇苗鸿宾答辩委员会主席朱元武2018年4月16日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括

3、：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：液压缸活塞杆失效分析及疲劳寿命评估摘要液压缸是现代工程机械中一种重要的能量转换执行元件，它可以将液压能转换为工程机械动作所需要的能量。其主要运动包括往复直线运动、往复摆动运动。由于绝大多数工程机械工作环

4、境十分恶劣，特别是压滤机、推土机、装载机及一些隧道工程机械的工作条件更差，而液压缸活塞杆作为这些工程机械的核心功能元件，承担着整个机构的能量传递作用，可以说是整个工程机械的“核心”。所以，活塞杆因异常发生失效，带来的后果是无法预测的。因此对液压缸活塞杆进行失效分析和疲劳寿命预测就显的格外重要了。本文选用ABAQUS与Fe-safe两大有限元软件联合仿真。对液压缸活塞杆进行了静力学分析、模态分析；对影响工程机械液压缸质量的因素进行了系统分析总结，并提出了一些提高液压缸质量的建议和措施；对应力-强度可靠

5、度模型进行了详细叙述并结合“应力--强度干涉模型法”对活塞杆进行了强度可靠度预计，对活塞杆断裂的原因进行了初步分析；通过列举有关疲劳累积损伤理论，使用大型通用有限元软件ABAQUS和Fe-safe对活塞杆-耳环组件进行联合仿真，对活塞杆-耳环组件进行疲劳寿命分析，得到疲劳寿命计算结果及其寿命云图。研究成果对于企业时刻把控设备使用状态，预防疲劳失效的发生以及对产品剩余寿命的评估工作，都具有一定的指导意义。关键词：液压缸，活塞杆，静力学分析，模态分析，疲劳寿命Failureanalysisandfati

6、guelifeevaluationofpistonrodofhydrauliccylinderABSTRACTThehydrauliccylinderisanimportantenergyconversionactuatorinmodernconstructionmachinery.Itcanconverthydraulicenergyintotheenergyrequiredfortheconstructionmachinery.Themainmovementsincludereciprocati

7、nglinearmotionandoscillatingmotion.Mostoftheconstructionmachineryworkenvironmentisveryharsh,theworkingconditionsoffilterpresses,bulldozers,loadersandsometunnelconstructionmachineryareevenworse.Thehydrauliccylinderpistonrod,asthecorefunctionalelementofc

8、onstructionmachinery,assumestheenergy-transfereffectoftheentireorganization.Itisthe"core"oftheentireconstructionmachinery.Thefailureofthepistonrodduetoanabnormalitycausesunpredictableconsequences.Therefore,thefailureanalysisandfatigueli