將齒輪和鍵作為一體進(jìn)行網(wǎng)格劃分（圖7）。鍵和鍵槽之間施加接觸條件。在軸的輸入部分上輸入轉(zhuǎn)矩參數(shù)。運(yùn)用SANTECH 的有限元程序SAMCEF 進(jìn)行模擬，讀出應(yīng)力分析的結(jié)果（圖8）。根據(jù)分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在軸的某些地方，最大應(yīng)力超過(guò)了屈服應(yīng)力。這能夠說(shuō)明軸最終斷裂的原因。

圖6 轉(zhuǎn)矩、反力和輸入面支持

圖7 軸和鍵槽上的網(wǎng)格

圖8 應(yīng)力結(jié)果

　　5 疲勞過(guò)程
　　為了能夠計(jì)算使用壽命，必須獲取軸上每一節(jié)點(diǎn)應(yīng)力張量的歷史。在這個(gè)簡(jiǎn)單的介紹中，假設(shè)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力隨著既定的時(shí)間信號(hào)變化（圖9）。
　　彎曲應(yīng)力也隨著相同的時(shí)間信號(hào)變化，且與轉(zhuǎn)矩交替進(jìn)行。兩種應(yīng)力應(yīng)該作用在同一材料面上，因此垂直于軸心線(xiàn)。根據(jù)有限元分析，按照兩種不同的載荷工況計(jì)算主要應(yīng)力。然后，根據(jù)方程式
計(jì)算每一時(shí)間步長(zhǎng)的主要應(yīng)力。模擬中使用的時(shí)間信號(hào)是600秒。這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間有關(guān)的、相應(yīng)的應(yīng)力曲線(xiàn)。然后，在這個(gè)曲線(xiàn)上使用“雨流法”程序獲得相應(yīng)的循環(huán)。對(duì)于每一個(gè)循環(huán)，計(jì)算每一個(gè)載荷循環(huán)的斷裂損傷（Eq.1）。根據(jù)Wöhler圖或者S-N 線(xiàn)（也稱(chēng)作Haigh 圖）找出相應(yīng)載荷循環(huán)次數(shù)。然后把損傷累加起來(lái)以得到所用時(shí)間信號(hào)內(nèi)的總損傷。最后預(yù)測(cè)給定部分的使用壽命。
 

圖9 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力隨時(shí)間變化曲線(xiàn)（SAMCEF Mecano）