销轴滑动磨损条件下的极限承载力研究

目的 针对销轴在海洋环境下由于轴向滑动磨损造成的极限承载力变化进行数值模拟研究,得到销轴的极限承载力演变规律,为水下磨损结构的安全评估提供理论依据。方法 首先,运用ANSYS有限元分析软件,建立“柱-瓦”模型进行磨损计算,对滑动磨损方法进行验证。然后,建立实际销轴与锚链横档局部有限元模型,进行磨损分析,得到不同轴向滑动频率下的磨损数据。最后,计算销轴在失效准则下不同磨损深度等级(0、1、2、3 mm)的极限承载力,并根据磨损速度-磨损深度-破断力的映射关系得到其许用极限承载力和累计使用时间随磨损深度的变化曲线。结果 在典型工况(滑动频率为3 Hz)条件下,销轴连续工作约3 298 h,磨损深度可达3 mm,许用极限承载力下降14 180 N。结论 随着销轴轴向滑动频率的增加,销轴的最大磨损深度、总磨损体积、磨损速度均近似呈线性增长变化。在典型工况下,销轴许用极限承载力随着服役时间增长近似呈线性下降,且随着时间增加许用极限承载力下降趋势变缓。