Численное исследование постепенного изменения диаметра вала и радиуса разгрузочной канавки на коэффициент концентрации напряжений.
Авторы
DOI:
https://doi.org/10.31489/2024No3/125-131Ключевые слова:
ступенчатые валы, галтель заплечика вала, разгрузочная канавка, коэффициенты концентрации напряжений, анализ методом конечных элементовАннотация
Целью данной работы является исследование влияния радиуса разгружающей канавки и конусности при постепенном изменении диаметра вала на коэффициенты концентрации напряжений. Анализ конечных элементов использовался для проведения теоретических исследований с целью снижения максимального значения напряжения в ступенчатых валах. В сравнении с прямым валом без разгружающей канавки результаты показывают, что уменьшение угла конусности оказывает значительное влияние на снижение значений коэффициентов концентрации напряжений. С другой стороны, увеличение расположения разгружающих канавок от заплечика вала имеет тенденцию к увеличению значений коэффициентов концентрации напряжений, особенно при большом угле конусности.
Библиографические ссылки
Pilkey W.D, Pilkey D.F. (2020) Peterson's stress concentration factors. 3rd Edition. https://pdfcoffee.com/pilkey-w-d-peterson-s-stress-concentration-factors-3rd-ed-pdf-free.html
do Amaral Dias, do Vale G.C., J.L., da Silva J. (2019) Numerical Evaluation of Stress Concentration Factor for Different Designs of Shaft Shoulder Applied to Radial Bearings Housings. Proceeding of the Conference: 25th International Congress of Mechanical Engineering. DOI: 10.26678/ABCM.COBEM2019.COB2019-0196.
Singh A.P., Vidya S., Suresh P., Kumar A., Srikanth K. (2022) Comparative stress analysis of round shaft with shoulder fillet using finite element and analytical method. Mater. Today Proc., 56, 497–501. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.02.168.
Shin J.-M., Han D.-S., Lee K.-H., Han S.-H., et al. (2014) Using stress relief grooves to reduce stress concentration on axle drive shaft. Journal of Mechanical Science and Technology, 28(6), 2121-2127. DOI: 10.1007/s12206-014-0409-7.
Park I., Shim J.J. (2010) The Study for Reduction of Stress Concentration at the Stepped Shaft According to Two Types of External Force. Journal of Power System Engineering, 14(1), 47-52. https://www.researchgate.net/publication/263435600_The_Study_for_Reduction.
Kondo Y., Kubota M., Kataoka S., Sakae C. (2007). Effect of stress relief groove shape on fretting fatigue strength and index for the selection of groove shape. Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, 56(12), 1156-1162. DOI: 10.2472/jsms.56.1156.
Kubota M., Kataoka S., Kondo Yo. (2009) Effect of stress relief groove on fretting fatigue strength and index for the selection of optimal groove shape. International Journal of Fatigue, 31(3), 439-446. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2008.07.007.
Prajwal S., Dhinakaran V., Jagadeesha T. (2020) Size optimization of shoulder filleted shafts with relief grooves for improving their fatigue life. AIP Conf. Proc., 2283, 020057. DOI: 10.1063/5.0024911.
Lubis A., Akmal J. (2008) Stress Concentration Factors of Stepped-Shafts of Circular-to-square Cross Section under Twisting Moment. Engineering, Materials Science, 3(2), 48 - 52. https://www.semanticscholar.org/paper/Stress.
Parle D., Patil A., Ambulgekar A. (2011) Evaluation of Stress Concentration Factor using ANSYS. Ansys Users Conference, 35-38. https://www.researchgate.net/publication/306017771.
Prajapati H.R., Patel B.P., Patel N.V. (2014) Investigation of Stress Concentration Factor for Keyway on Shaft under Different Loading Conditions: A Case Study. DOI: 10.13140/RG.2.2.24744.67840
Raychev R., Delova I. (2021) Methods for Reducing the Stress Concentration in Cylindrical Specimens, at Axial Loading. Environment. Technology. Resources. Proceedings of the 13th International Scientific and Practical Conference, 3. DOI: 10.17770/etr2021vol3.6535.
