船舶领域

关于轴承和滚道的应用

◊ 大型船舶中的吊舱推进器
◊ 由于次表面夹杂导致裂纹扩展,进而引起轴承失效


初始裂纹位置

◊ 评估球面滚子推力轴承结构中的裂纹扩展方向
◊ 将三维结构假设成平面应变状态


材料数据

◊ 通过差值应力比为R=0.1和R=0.5的数据曲线,获取I型裂纹扩展材料数据
◊ 钢
-E=200GPa
-=0.3
◊ 氧化铝夹杂
-E=389GPa
-=0.3


网格划分

◊ 有限元网格中的最小裂纹尺寸为5微米,而裂纹扩展后所达到的尺寸级别为毫米级
◊ 围绕夹杂的区域内,使用大量的“嵌套”有限元网格


分析需求

◊ 夹杂和其环绕材料的接触设置
◊ 裂纹扩展相关参数
-I型和II型裂纹扩展
-应力强度因子和能量释放率的关系
-设置裂纹面接触


计算结果

◊ 预测裂纹扩展路径的动画
◊ 总体的趋势与实验观察到的现象一致


应力分布-Von Mises


应力分布-σxx


应力分布-σyy


应力分布-σxy