c型pmwd扶正器軸應力分析報告
一、背景
c型扶正器軸頻繁出現斷裂或裂縫，裂縫或者斷裂位置如圖1所示：
圖1 出現問題的扶正器軸
為了分析此問題的原因，對扶正器軸進行應力分析，看其應力分布情況。
二、有限元應力分析
斷裂或出現裂縫的扶正器軸規格是：硬度為hrc37~42，端部壁厚為4mm，與10芯插座連線處根部為直角，如圖2所示：
圖1 扶正器軸規格
用ansys 軟體對扶正器軸進行應力分析，軸的模型為原始狀態，即壁厚4mm, 根部為直角，加載荷為扭矩1500nm，約束和載荷的位置如圖2所示：
圖2 扶正器軸載荷圖
分析的結果如圖3，4所示：
圖3 載入端應力分布圖
圖4 約束端應力分布圖
經過觀察軸應力集中位置恰好處於與10芯插座連線處根部，為了消除應力集中，採取在應力集中處（即為根部倒圓角），分為軸向圓角和偏向圓角。
1. 而軸向圓角又分為r1.5和r2.5；分別對以上2種情況做有限元應力分析，結果如圖5~8所示：
（1）軸向圓角r1.5，壁厚4.5mm
圖5 載入端應力分布圖
圖6 約束端應力分布圖
（2）軸向圓角r2.5，厚4.5mm
圖7 載入端應力分布圖
圖8 約束端應力分布圖
對比上述2種情況的應力分布圖觀察，發現軸向圓角r2.5比r1.5所受應力明顯偏小；所以我們採取選擇圓角為r2.
5的再進行分析，現在對位置進行分析，如果以根部直角為圓心，軸向中心線方向為x軸，偏向圓角圓心位置又分為三種，分別為（0.5,0.5）、（-1,1）和（1,2）。
見下圖2. 三種偏向圓角分析結果如圖9~14所示：
（1）偏向圓角r2.5，厚4.5mm，圓心（0.5,1.5）
圖9 載入端應力分布圖
圖10 約束端應力分布圖
（2）偏向圓角r2.5，厚4.5mm，圓心（-1,1）
圖11 載入端應力分布圖
圖12 約束端應力分布圖
（3）偏向圓角r2.5，厚4.5mm，圓心（1,2）
圖13 載入端應力分布圖
圖14 約束端應力分布圖
對比偏向圓角r2.5的3種情況，發現圓心為（1,2）位置的軸所受應力明顯偏小。
3. 最後我們把上述5種情況歸納為如下**：
根據上述**對比，可以看出最小的2種情況是軸向圓角r2.5和偏向圓角r2.5【圓心為（1.2）】，再仔細對比此2種情況的應力分布圖
圖15 載入端（左邊是軸向圓角r2.5，右邊是偏向圓角r2.5）
圖16 約束端（左邊是軸向圓角r2.5，右邊是偏向圓角r2.5）
軸向圓角應力集中較小，只是在尖角小範圍內產生143mpa（載入端）和121mpa（約束端），如果去除尖角，其它部位最大應力大約為125mpa（載入端）和90mpa（約束端）；而偏向圓角最大應力集中區域較廣，在圓弧面較大範圍產生115mpa（載入端），約束端分布較好，只是在區域性很小範圍產生最大應力，但是其應力值較大，最大為136mpa，圓弧面分布區域較廣的應力值也達到102mpa以上。
綜合考慮以上2種情況，軸向圓角r2.5更優，但必須去除最大應力集中處的尖角。
三、結論
對扶正器軸採取軸向倒圓角，尺寸為r2.5，去除尖角。相對無圓角時最大應力減少了50%以上。
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