手机直线：
咨询热线：0571-56211150
螺杆(纹、丝)桩的施工是近几年桩基础领域中初步发展起来的一种施工工法，而桩机的钻杆内、外六方接头在工作中承受较大的扭矩和竖向力，在钻进的过程中，地质条件不同，受力状况尤为恶劣，常出现早期强度不足和疲劳断裂等不同原因的失效。实际施工中出现断裂后处理不及时，会出现埋钻等严重事故，造成极大地浪费。
钻杆结构如图所示，接头1为外六方接头，接头2为内六方接头，内、外六方接头所选用的材料是45钢。技术要求：锻打、调质处理HB225-257，外六方表面高频淬火HRC45-48。其主要参数性能为：弹性模量E=205GPa，泊松比u=0.29，屈服强度355Mpa。由于钻杆接头在使用过程中，地质不同、钻孔深度不同、钻头形状不同，会出现不同的使用工况，钻杆接头的受力也大不相同。工况1：螺杆桩机使用的三环减速机为：ZZSH580-200，电机型号：Y250M-6-37kW,输出的有效扭矩为136kN，生产的螺纹桩深度为15m。工况2：三环减速箱改用ZZSH670-92，使用的电机Y315M-8-75kW，输出的有效扭矩184kN，生产的螺纹桩深度为30m。根据山东某工地的地质报告和施工工法，计算出最大拔桩力分别为：596.31kN和609.12kN。因为地质情况不同，要求最大应力小于许用屈服应力，安全系数大于1.1，静态CAE分析阶段关注的重点是零件所承受的最大应力和设计安全系数。
在SolidWorks软件状态下，启动SolidWorks Simulation程序，建立静态研究算例，并设置结算器为FFEPIus，添加材质、约束，并进行网格化分，对圆角部分设置网格控制。本文中采用四面体网格，内六方接头网格的大小为5.314mm，共计332455个单元；外六方接头网格的大小为8.945mm，共计369926个单元，如图所示。运行静态分析�？�，获得接头的应力、设计安全系数。根据工况1的情况加载扭矩和竖向力，得到内六方接头如图的情况：接头承受最大应力为262.1MPa，小于材料的屈服强度。
SolidWorks Simulation软件对于单个零件疲劳分析是基于名义应力法的，其分析过程首先根据载荷谱确定零件危险部位的应力谱：而后采用材料的S-N曲线，经过计算结构危险部位的应力集中系数，结合材料的疲劳极限图，通过插值将材料的S-N曲线转化为零件的S-N曲线；最后再由载荷谱确定的应力谱，根据Miner线性损伤累积规则计算零件的寿命。在SolidWorks环境中激活SolidWorks Simulation，建立疲劳算例后，将有限元分析的算例作为恒定振幅疲劳事件添加，负载类型基于零(LR=0)，周期为1000。在有限元模型中应用/编辑疲劳数据，选择从材料弹性模量派生，再选择给予ASME碳钢曲线，保存45钢的疲劳SN曲线，即基于双对数的疲劳曲线被载入，运行进行分析，得到接头的生命总数(周期)和损坏百分比。对工况1运行疲劳算例，得到钻杆内六方接头的生命周期。对工况2运行疲劳算例，得到钻杆外六方接头的生命周期如图所示。
专业从事机械产品设计│有限元分析│CAE分析│结构优化│技术服务与解决方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司m.vwnkzix.cn，转载请注明出处和相关链接！