Page 57 - 《橡塑技术与装备》2025年12期

理论与研究
THEORY AND RESEARCH

杆的工况有差异，而无法直接使用，因此有必要专门 origin 的图像数字化工具，截取手册中连杆应力集中
对此工况进行探究，以了解轴承孔受拉的带孔矩形板 系数图片，插入 origin 中，设定图片坐标轴数据，即
应力集中问题。 可获得图片中函数关系，见图 3 连杆的应力集中系数
见图 2 为连杆应力集中系数 [8] ，此系数为《橡胶 函数拟合，即为 origin 对手册中应力集中系数的函数
工业手册》第 9 分册中专门研究轴承孔受力的应力集 复现，得到连杆应力集中系数分段函数（以下简称分
中系数问题，将应力集中系数 K 与连杆的轴承孔径 d、 段函数）如下 ：
主板宽 H、孔径与边缘距离 B，3 个参数进行关联 ； 当 B/H=0.35 时候 ： y=16.158 84-82.232 47x+15
2
可以看出，该实验为无加强板的矩形板，在轴承孔中 6.338 77x ，x ∈ (0.09,0.26) ；
插入轴，对轴两端同向受拉，矩形板另一端反向受拉 当 B/H=0.5 时候 ： y=9.455 2-24.154 92x+20.741
2
的工况得出的数据图。 57x ，x ∈ (0.16,0.6) ；
2
当 B/H=1 时候 ： y=6.590 88-13.343 27x+9.511 41x ，
x ∈ (0.3,0.77)。
以上公式中 ： x=d/H，y=K。
使用二次函数进行拟合 , 分段函数的决定系数 R
方分别为 0.988 1、0.997 57、0.997 72，该值也叫拟
合优度，描述的是自变量对应变量的贡献度或解释程
度，其值在 0 到 1 之间，越接近 1，说明自变量对因
变量的贡献度越高，拟合程度越好。因此使用该分段
函数拟合效果好，用以替代传统描图比对的方法，获
取连杆应力集中系数更便捷，获取数值具有唯一性。

2 有限元参数化连杆应力集中系数
图 2 连杆的应力集中系数
与图 2 连杆的应力集中系数数值进行对比分析，
以上虽然给出了应力集中系数的数据图，但未给
建立连杆有限元模型，见图 4 连杆参数化应力集中有
出该工程试验中应力集中系数的函数关系，因此在选
限元模型，设定矩形板一端固定约束 Fixed support，
取应力集中系数 K 时，需要根据 d/H、B/H 两个系数
轴承孔加载轴承载荷 Bearing load 为 1 000 000 N，
进行比对取值，过程不仅繁琐，取得数值也没有唯一
设置过轴承孔 Ⅰ-Ⅰ 截面的平面，可以求解得到轴承孔
性。
Ⅰ-Ⅰ 截面的平均应力 σ m 和最大应力 σ max ，从而得到理
论应力集中系数 K ：

图 3 连杆的应力集中系数函数拟合
为解决以上难题，本文利用科研和数据分析软件
图 4 连杆参数化应力集中有限元模型

年
2025 第 51 卷 ·11·