一、背景
随着农业机械化的不断发展和产业升级，农机轴类锻件因为其高强度、高刚性、低成本等特点在现代农业生产中得到了广泛的应用。由于工作条件的复杂性和高负荷的作业要求，锻件会受到高温下的疲劳破坏。因此，在农机轴类锻件设计与制造过程中，关注其高温咬合疲劳寿命预测及可靠性评估是非常重要的。
二、高温咬合疲劳寿命预测
- 基本理论
高温咬合疲劳是指锻件在高温条件下由于扭转、弯曲或拉伸等载荷的作用而导致的微小裂纹，这些裂纹在反复应力交替循环的作用下逐渐扩展并发展成裂纹故障失效。预测高温咬合疲劳寿命需要基于疲劳损伤数学模型，根据锻件的载荷形式、有效应力、材料参数等因素进行建模和计算。
- 数值仿真方法
数值仿真方法是一种常用的预测高温咬合疲劳寿命的方法。使用有限元分析软件对锻件进行分析，得到应力分布和应变分布等数据，并基于疲劳损伤数学模型进行计算，得到轴类锻件的疲劳寿命。
- 试验方法
试验方法是另一种预测高温咬合疲劳寿命的方法，可以通过实际测试锻件在高温条件下的疲劳寿命。此种方法准确性较高，但需要较长时间和大量的实验数据。
三、可靠性评估
- 可靠度概率分布
锻件的可靠性评估是通过对锻件疲劳寿命的预测和统计，得到锻件的故障率和可靠度概率分布。根据锻件的可靠度概率分布，可以推断出其使用寿命、失效率等重要参数。
- Monte Carlo 模拟法
Monte Carlo 模拟法是一种常用的锻件可靠性评估方法。该方法通过生成随机数进行多次模拟，模拟不同工况下锻件的疲劳寿命和故障率，最终得到可靠度概率分布和使用寿命的概率密度分布。
四、总结
在农机轴类锻件的设计、制造和选型过程中，高温咬合疲劳寿命预测和可靠性评估是非常重要的环节。通过数值仿真和试验方法进行高温咬合疲劳寿命的预测和测试，结合 Monte Carlo 模拟法进行可靠性评估，可以提高锻件的可靠性和安全性，并为农业生产提供更加可靠和稳定的设备支持。
