支撑滚轮断裂原因和有限元受力分析.pptxVIP

汇报人：支撑滚轮断裂原因和有限元受力分析2024-01-30

目录支撑滚轮基本情况介绍断裂原因分析有限元受力分析方法支撑滚轮有限元受力分析过程改进措施与建议总结与展望

01支撑滚轮基本情况介绍Chapter

支撑滚轮通常由轮毂、轮辐和轮辋等部分组成，具有承载和传递力的作用。结构在机械设备中，支撑滚轮主要起到支撑、定位和传动的作用，保证设备的正常运转。功能支撑滚轮结构与功能

支撑滚轮通常工作在高温、高湿、腐蚀等恶劣环境中，易受到外部因素的影响。滚轮在运转过程中，承受较大的载荷和冲击，同时伴随着交变应力的作用。使用环境及工况条件工况条件使用环境

支撑滚轮在使用过程中，可能出现轮毂断裂、轮辐断裂或轮辋断裂等现象，导致设备无法正常运转。滚轮断裂不仅影响设备的生产效率，还可能引发安全事故，对人员和设备造成严重威胁。同时，断裂后的维修和更换成本也较高，给企业带来经济损失。断裂现象影响断裂现象描述及影响

02断裂原因分析Chapter

支撑滚轮材料可能存在杂质、气孔、裂纹等缺陷，导致材料强度降低，易发生断裂。材料质量不达标材料疲劳材料腐蚀在长期交变应力作用下，材料可能发生疲劳破坏，导致支撑滚轮断裂。支撑滚轮材料在潮湿、腐蚀环境下易发生腐蚀，导致材料性能下降，进而引发断裂。030201材料因素

支撑滚轮的结构设计可能存在应力集中、过载等问题，导致局部受力过大而发生断裂。结构设计不合理在设计过程中，安全系数设置过低，使得支撑滚轮在实际使用中无法承受过大载荷而发生断裂。安全系数不足在设计过程中未充分考虑到动态载荷对支撑滚轮的影响，导致实际使用中发生断裂。未考虑动态载荷设计因素

支撑滚轮在使用过程中承受超过设计载荷的重量，导致发生断裂。超载使用支撑滚轮在恶劣环境下使用，如高温、低温、潮湿、腐蚀等环境，易引发断裂。使用环境恶劣支撑滚轮在使用过程中缺乏必要的维护和保养，如润滑不足、未及时更换磨损部件等，导致发生断裂。维护不当使用因素

03有限元受力分析方法Chapter

有限元法是一种数值分析方法，用于求解连续体力学问题。它将连续体离散化为有限个单元，通过单元之间的节点相互连接。每个单元都具有简单的几何形状，并且其力学行为可以通过节点位移和节点力来描述。有限元法基本原理简介

模型建立是有限元分析的第一步，需要准确反映实际结构的几何特征和材料属性。网格划分是将模型离散化为有限元网格的过程，划分质量直接影响计算精度和效率。技巧包括选择合适的单元类型、控制网格密度、处理边界层等，以获得高质量的网格模型。模型建立与网格划分技巧

载荷施加是指将实际作用于结构上的力、压力等转换为有限元模型中的等效载荷。方法包括直接施加节点力、表面压力、体积力等，以及通过约束方程或多点约束等方式处理复杂边界条件。边界条件是有限元分析中的重要因素，包括约束、位移、力等。边界条件设置及载荷施加方法

结果解读与误差分析结果解读是指从有限元计算结果中提取有用信息，如位移、应力、应变等，并进行分析和评估。误差分析是评估有限元计算精度和可靠性的重要手段，包括比较不同模型或算法的计算结果、分析网格密度对计算结果的影响等。通过误差分析可以确定有限元计算的适用范围和限制，为改进模型和算法提供依据。

04支撑滚轮有限元受力分析过程Chapter

03网格划分对三维模型进行离散化处理，选择合适的网格类型和尺寸，确保计算精度和效率。01三维模型构建利用CAD软件建立支撑滚轮的三维几何模型，准确反映其实际结构。02材料属性定义根据支撑滚轮的材料类型，设置其弹性模量、泊松比、密度等物理参数。模型建立及参数设置

约束条件设置根据支撑滚轮的实际工作状况，设置合适的约束条件，如固定支撑、滚动摩擦等。载荷施加模拟支撑滚轮在实际工作中承受的载荷，如重力、压力、弯矩等，并将其施加到有限元模型上。求解设置选择合适的求解器和求解方法，设置求解精度和收敛条件，开始进行计算。载荷施加与求解过程

将计算得到的结果以云图、曲线图等形式展示出来，便于直观查看和分析。结果可视化重点关注支撑滚轮的关键部位，如滚轮与轴承接触处、滚轮表面等，分析其应力分布情况和大小。关键部位应力分布查看支撑滚轮在载荷作用下的变形和位移情况，评估其稳定性和可靠性。变形及位移分析结果展示及关键部位应力分布应力区域识别根据应力分布结果，识别出支撑滚轮上的高应力区域，这些区域容易发生疲劳破坏或塑性变形。结构优化建议根据分析结果，提出针对性的结构优化建议，如改进支撑滚轮的结构设计、选用更高强度的材料等。裂纹萌生及扩展预测结合材料力学性能和应力分布情况，预测裂纹可能萌生的位置和扩展方向。安全系数评估综合考虑各种因素，对支撑滚轮的安全系数进行评估，确保其在实际工作中的安全可靠。潜在风险点识别

05改进措施与建议Chapter

选择高强度、高韧性