1、材料抗拉强度，但是在多次应力波动变化后，杆端体局部产生疲劳裂纹从而断裂破坏。关节轴承磨损主要是由于轴承内圈相对外圈或衬垫转动或摆动，导致游隙增大甚至内外圈分离等问题，使得接触面表面质量变差从而不满足质量要求。型号直升机将杆端关节轴承安装于主旋翼控制系统中，受拉压载荷频率较高，存在疲劳断裂风险，且节轴承结构的有限元仿真分析及优化机械工业论文。在本算例中，根据单变量优化结果曲线可确定优化顺序和优化取值依次为。按照上述优化次序进行优化，得到的轴承质量和最大应力结果见表。表顺序优化的轴承质量和应力结果以单位质量可以引起的应力值减小作为优化效率，将单变量优化效率和顺序优化效率进行对比分析见图力最大相吻合。个杆端关节轴承试验件的平均疲。

2、疲劳试验时发生断裂的问题，对其原结构进行有限元仿真分析，得到的最大应力位臵与实际断裂位臵吻合，圆柱段仿真结果误差与应力理论计算结果仅为，验证仿真结果的可靠性。对杆端体各结构参数依次进行单变量有限元仿真分析，获取各参数对杆端体最大应力和质量的影响，据此确定优化顺序并对关节轴承进行优化。优化后的杆端关节轴承质量增加，椭圆形杆端体。为螺纹接口直径，为拉杆整体长度，内圈内径和宽度为销轴安装尺寸，为内圈摆动角度，这些尺寸均为固定尺寸，结构优化设计中应保持不变。因为轴承内圈摆动角度内圈宽度和内径取固定值，受轴承最小厚度和内圈端面最小厚度的约束，内圈球径和外圈外径的可变范围极小，所以也取固定值。因此，影响杆端体应力分布的结构曲线往往位于。

3、大应力结果见表。表顺序优化的轴承质量和应力结果以单位质量可以引起的应力值减小作为优化效率，将单变量优化效率和顺序优化效率进行对比分析见图，两者变化趋势致，优化效率依次降低。因此，根据单变量优化结果进行顺序优化，可确保关键结构参数优先被优化。杆端关节轴承结构的有限元仿真分析及优化机械工业论文，两者变化趋势致，优化效率依次降低。因此，根据单变量优化结果进行顺序优化，可确保关键结构参数优先被优化。结论在杆端关节轴承实际使用过程中，杆端体套圈疲劳断裂是其主要失效模式之，据此对杆端关节轴承结构进行仿真优化分析，结论如下利用建立杆端关节轴承加载仿真模型，由最大应力位臵和圆柱段应力，可验证仿真结果的可靠性。针对载荷，虽然杆端体最大应力小。

4、劳寿命薄弱点，文献中杆端关节轴承断裂分析也可验证该结果。因此，杆端关节轴承疲劳寿命结构优化的主要任务是改善套圈内孔两侧位臵区域抵抗变形的能力。仿真结果验证在拉载荷下，圆柱段受到均匀拉力，其理论应力由图可知，该圆柱段应力仿真结果为，仿真结果与理包括杆端体和关节轴承个部件，其中杆端体的主要失效模式为疲劳断裂，关节轴承的主要失效模式为磨损。，对杆端关节轴承施加载荷谱载荷，虽然杆端体最大应力小于材料抗拉强度，但是在多次应力波动变化后，杆端体局部产生疲劳裂纹从而断裂破坏。关节轴承磨损主要是由于轴承内圈相对外圈或衬垫转动或摆动，导致游隙增大甚至内外圈分离等问题，使得接触面表杆端关节轴承结构的有限元仿真分析及优化机械工业论文端关节轴承在。

5、态杆端关节轴承进行单向拉伸疲劳试验，最大载荷为最小载荷为，载荷偏差控制在以内，按正弦波加载，载荷频率为。疲劳试验结果见图，个杆端关节轴承试验件在试验过程中均发生疲劳断裂，断裂位臵均位于杆端体套圈侧面位臵，与图仿真分析结果杆端体套圈两侧最大主应部分外形近似椭圆形，因此该类杆端体也称为椭圆形杆端体。为螺纹接口直径，为拉杆整体长度，内圈内径和宽度为销轴安装尺寸，为内圈摆动角度，这些尺寸均为固定尺寸，结构优化设计中应保持不变。因为轴承内圈摆动角度内圈宽度和内径取固定值，受轴承最小厚度和内圈端面最小厚度的约束，内圈球径和外圈外径的可变范围极小，所以也杆端关节轴承结构的有限元仿真分析及优化机械工业论文化次序进行优化，得到的轴承质量和最。

6、劳寿命为万次，与产品疲劳寿命目标万次的差距很大。在不改变材料工艺和装配方式的条件下，为达到目标寿命要求，必须对杆端体结构进行优化。根据文献中材料在种工况下的高周疲劳数据，可以得到该材料的曲线。由于加工过程材料组织变化杆端体结构形状和表面粗糙度等均可对产品疲劳寿命产固定值。因此，影响杆端体应力分布的结构参数主要有过渡圆角半径杆端体套圈上半部分球径杆端体套圈下半部分母线和杆端体套圈厚度。修改这些参数进行杆端体结构优化，使杆端关节轴承在质量增加较小的前提下，获得最大的应力减小。关节轴承外圈与杆端体铆压装配对杆端体应力有定影响，但本文在同等装配条件下优化杆端关节轴承，因此可以忽略失效后果极其严重，因此对该杆端关节轴承进行结构优化，。

7、材料曲线的下方。根据文献可知，材料曲线与构件曲线在对数坐标系下是平行的。因此，根据图试验结果，通过平移材料曲线，可获得实际杆端关节轴承产品的曲线，见图。由此可知，若要使疲劳寿命达到万次以上，则应力应减小到。根据前文顺序优化结果，当优化进行到第步即可满足要求。杆端关节轴承结构的有限元仿图单变量优化和顺序优化效率对比疲劳试验和分析对初始状态杆端关节轴承进行单向拉伸疲劳试验，最大载荷为最小载荷为，载荷偏差控制在以内，按正弦波加载，载荷频率为。疲劳试验结果见图，个杆端关节轴承试验件在试验过程中均发生疲劳断裂，断裂位臵均位于杆端体套圈侧面位臵，与图仿真分析结果杆端体套圈两侧最大主应力最大相吻合。个杆端关节端体关键结构尺寸参数，分别进。

8、应力明显低于杆端最大等效应力降低，计算疲劳寿命从万次提高到万次，大于目标疲劳寿命值万次，优化后的样件均顺利通过疲劳试验。关键词曲线优化关节轴承有限元机械工业疲劳寿命疲劳试验杆端关节轴承是种安装于杆端的球面滑动轴承，其转动和摆动不受约束，主要承受拉压载荷，被广泛应用于航空航天工程机械和铁路机车等领域的操纵和动力传递系统中。，杆端关节轴承般参数主要有过渡圆角半径杆端体套圈上半部分球径杆端体套圈下半部分母线和杆端体套圈厚度。修改这些参数进行杆端体结构优化，使杆端关节轴承在质量增加较小的前提下，获得最大的应力减小。关节轴承外圈与杆端体铆压装配对杆端体应力有定影响，但本文在同等装配条件下优化杆端关节轴承，因此可以忽略装配对杆端体应力。

9、行单变量仿真分析，以单位质量对应力的影响值作为结构优化效率评价指标，认为杆端体中间过渡圆角杆端体套圈上半部分球径和杆端体套圈下半部分母线的优化效率较高，结构优化时应优先改善这个参数。在本算例中，根据单变量优化结果曲线可确定优化顺序和优化取值依次为。按照上述优影响，因此实际产品的曲线往往位于材料曲线的下方。根据文献可知，材料曲线与构件曲线在对数坐标系下是平行的。因此，根据图试验结果，通过平移材料曲线，可获得实际杆端关节轴承产品的曲线，见图。由此可知，若要使疲劳寿命达到万次以上，则应力应减小到。根据前文顺序优化结果，当优化进行到第步即可满足要求。杆端关装配对杆端体应力的影响。图单变量优化和顺序优化效率对比疲劳试验和分析对初始状。

10、载荷论计算结果误差仅为，验证仿真结果的准确性。杆端体套圈内孔两侧应力最大，但由于该位臵在受拉载荷的同时还受弯矩载荷，该处横截面上应力分布不均匀，很难通过理论计算获得，因此应用有限元仿真方法进行优化。摘要针对型号杆端关节轴承在疲劳试验时发生断裂的问题，对其原结构进行有限元仿真分析，得到的最大应力位臵与实际断裂位臵吻合，圆柱段仿真质量变差从而不满足质量要求。型号直升机将杆端关节轴承安装于主旋翼控制系统中，受拉压载荷频率较高，存在疲劳断裂风险，且失效后果极其严重，因此对该杆端关节轴承进行结构优化，提高其疲劳寿命。图初始仿真应力和最大主应力分布，由上述初始结构仿真结果分析可知，在拉载荷作用下，杆端关节轴承变形主要发生于杆端体，轴承。

11、的影响。摘要针对型号分析及优化机械工业论文。杆端关节轴承结构该型号杆端关节轴承结构见图，包括杆端体关节轴承外圈自润滑衬垫关节轴承内圈等。图杆端关节轴承结构示意根据结构特征，杆端体结构分为套圈段螺纹段和过渡段个部分。套圈段上半部分为球面，下半部分为以为母线的旋转体，大于且不同心。套圈下半部分外形近似椭圆形，因此该类杆端体也称为节轴承试验件的平均疲劳寿命为万次，与产品疲劳寿命目标万次的差距很大。在不改变材料工艺和装配方式的条件下，为达到目标寿命要求，必须对杆端体结构进行优化。根据文献中材料在种工况下的高周疲劳数据，可以得到该材料的曲线。由于加工过程材料组织变化杆端体结构形状和表面粗糙度等均可对产品疲劳寿命产生影响，因此实际产品。

12、提高其疲劳寿命。杆端关节轴承结构该型号杆端关节轴承结构见图，包括杆端体关节轴承外圈自润滑衬垫关节轴承内圈等。图杆端关节轴承结构示意根据结构特征，杆端体结构分为套圈段螺纹段和过渡段个部分。套圈段上半部分为球面，下半部分为以为母线的旋转体，大于且不同心。套圈下半杆端关节轴承结构的有限元仿真分析及优化机械工业论文优化关节轴承有限元机械工业疲劳寿命疲劳试验杆端关节轴承是种安装于杆端的球面滑动轴承，其转动和摆动不受约束，主要承受拉压载荷，被广泛应用于航空航天工程机械和铁路机车等领域的操纵和动力传递系统中。，杆端关节轴承般包括杆端体和关节轴承个部件，其中杆端体的主要失效模式为疲劳断裂，关节轴承的主要失效模式为磨损。，对杆端关节轴承施加。

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