轴的圆角计算时包含吗

寂静回声

问






答

塑性材料在静载荷下，轴肩圆角处的局部应力达到屈服极限后，会发生塑性变形，应力自动重新分布，整个截面的应力会趋于均匀。只要危险截面的平均名义应力低于材料的屈服极限，哪怕局部峰值应力超过屈服，也只会发生局部塑性变形，不会导致整个轴的静载断裂，因此常规静强度校核无需考虑圆角。
脆性材料轴，比如铸铁），无屈服阶段，静载荷下应力集中处的峰值应力会直接导致开裂，因此静强度计算必须引入圆角对应的应力集中系数。

绝对尖角在有限元中存在应力奇异性—— 理论上尖角处的应力为无穷大，网格越细，计算出的应力值越高，这个结果没有意义。
因为实际加工中不可能做出绝对尖角，哪怕是车削的 “尖角”，也会有 0.1~0.2mm 的刀尖圆角，因此纯尖角的有限元结果必须舍弃，不能作为设计依据。

当不关注该局部的应力，且该特征对整体刚度、载荷分布无影响时，可以简化。
比如仅计算轴的整体挠度、扭转角，或仅计算截面的应力，圆角可以简化。
如果你的计算目标是轴肩处疲劳寿命校核，圆角是核心控制特征，绝对不能去掉。
轴的失效 90% 以上是疲劳断裂，断裂位置几乎都在轴肩、键槽等应力集中处，圆角半径是决定疲劳寿命的最关键参数之一。