基于ANSYS/FE-SAFE的液压扳手连杆疲劳寿命仿真分析

杨金平1,2 ，于忠海1,2

(1.上海理工大学 机械工程学院，上海200093)

(2.上海电机学院 机械学院，上海200245)

    使用UG软件对液压扳手进行三维建模，分析关键部件连杆在工作中所受的载荷，通过ANSYS软件与FE-SAFE软件的结合，对液压扳手连杆在工作时所受的交变载荷进行仿真并计算出其使用寿命。仿真结果与试验数据的对比结果表明，该仿真分析方法可靠，可为液压扳手其他零部件的疲劳寿命分析提供一种可行的思路。

    我国是全球第一制造业大国，但竞争力却远低于发达国家。国产产品大多以经验设计或仿造为主，在可靠性和耐久性方面缺乏保证，这也是与工业发达国家产品存在差距的一个重要原因。我国正处于从制造大国向制造强国的转型期，逐渐从仿造走向创新设计，因而在设计过程中对产品的疲劳寿命进行仿真分析显得尤为重要。

    机械零件的3类主要破坏形式是腐蚀、磨损及断裂，同时这也是机械零件失效的3个主要因素［1］。其中腐蚀和磨损过程缓慢，通过定期维修或更换零件就可以解决，而断裂经常是突然发生的，常常导致严重的设备事故和人身伤害，所以工程界更加重视疲劳断裂破坏。1液压扳手及其连杆模型的建立

    随着我国不断前进的工业化步伐，大型机械设备使用得越来越广泛。一些大型设备的制造由于加工、装配、运输、维修等原因无法制成一体，必须制成几个分体或部件，然后通过大直径高强度螺栓连接装配成一体，使其完成设计者预期的功能。这些螺栓在设备工作期间起着保持设备完整性的关键作用，其失效造成的后果和损失往往是不可估量的，液压扳手就是为这些关键螺栓的上紧和拆卸专门设计的提供可控预紧力的液压螺栓工具。利用UG建立液压扳手的三维模型（如图1所示），然后将关键部件连杆（如图2所示）导入ANSYS，利用FE-SAFE对连杆进行疲劳寿命分析。

图1液压扳手

图2液压扳手连杆

2关于ANSYS/FE-SAFE软件及其算法选择

    ANSYS-SAFE是ANSYS公司与英格兰的安......

作者简介：杨金平（1987—），男，江西上饶人，上海理工大学硕士研究生，主要研究方向为液压工具的可靠性。
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