空心车轴表面裂纹前缘应力强度因子的有限元研究

分析了空心车轴的运用载荷，根据所测载荷谱计算了车轴的受力情况。采用四分之一20节点等参退化奇异单元模拟裂纹前沿的应力奇异性。建立了空心车轴表面裂纹扩展的有限元模型，对裂纹前缘进行离散，实现正交扩展，得到不同步扩展的裂纹前缘。在此基础上，对裂纹前缘不同位置的应力强度因子进行了计算分析。由此得出不同初始形状裂纹前缘扩展中的应力强度因子分布规律，并与解析方法计算的结果进行比较，二者的结果基本吻合。对进一步研究空心轴表面裂纹的扩展情况提供了参考。