¿Cuáles deberían ser las condiciones de carga y las restricciones en el análisis de fatiga de un eje?

Como Amit Pandey ya ha respondido bastante bien a su problema específico, le daré algunos puntos genéricos …

Comience dibujando un diagrama de cuerpo libre del componente.

Aplique cargas: generalmente vendrán de interfaces con componentes funcionales. P.ej. Engranajes, estrías, palancas, etc.

Identifique las restricciones de DoF: por lo general, se ubicarán donde las fuerzas de reacción están en su FBD, y serían provistas por componentes de soporte como cojinetes, alojamientos, bisagras, etc.

Rigidez de soporte: puede no ser aplicable a su problema actual. Pero si está estudiando desalineaciones bajo carga, tendría que proporcionar la rigidez finita correcta en las restricciones.

Ciclo de carga: muy relevante para su problema de interés. Por ejemplo, incluso con un par constante, los dientes del engranaje en una transmisión experimentarán una carga cíclica. Por otro lado, la carga del eje puede no cambiar, a menos que cambie el par.

Por lo general, haría una simulación estática en Ansys durante un ciclo, estimaría el número de ciclos hasta la falla utilizando los resultados de la simulación con curvas SN y calcularía la utilización de la vida de fatiga a partir de la vida útil del eje.

Espero que esto ayude…

Para el eje de transmisión de un automóvil, las restricciones son que se fija entre dos cojinetes en los que no puede tener ninguna traducción (restringir la traducción a lo largo de los ejes x, y, z) y solo puede girar a lo largo de su eje y restringir otros según su diseño

o simplemente puede restringir TODOS los DOF de los nodos / cara de los extremos del eje (como una viga simplemente apoyada)


para condiciones de carga
para la fatiga, deberá realizar un análisis transitorio, ya que es una falla dependiente del tiempo, para eso debe establecer una carga variable en pasos y subpasos, como una curva sinusoidal

parece que ya ha decidido usar un diámetro de 90 mm, por lo que su diseño está listo y solo necesita verificarlo

  1. También puede verificar la tensión de von mises presente en el eje aplicando la carga en el centro del eje o según su modelo.

el resultado será que el eje será seguro, pero me gustaría sugerir que si lo logras en realidad, intente usar el eje hueco como

  1. reducirá mucho peso
  2. hará que el diseño del eje sea mucho más seguro y fuerte.

también haga análisis para diámetros diferentes de ejes y compare los resultados para obtener el mejor diseño.

Restricciones del eje en las direcciones x, y, z. Es como sostener el eje con ambas manos en ambos extremos.