基于精细模型的斜拉索疲劳损伤分析

为了更好预测斜拉索的疲劳寿命,提出了基于精细模型的斜拉索疲劳寿命分析方法。首先,基于S-N曲线建立疲劳易损指标,采用Monte-Carlo法生成随机列车荷载进行车桥耦合分析,通过易损性分析得到最易损斜拉索;然后,考虑平行钢绞线索力误差建立精细斜拉索模型,基于Miner线性累积损伤理论对精细模型进行疲劳损伤分析与寿命预测。数值仿真结果表明,该方法可以较精确地确定每根钢绞线斜拉索的疲劳位置和疲劳程度;成桥索力较大的斜拉索易于发生疲劳损伤,疲劳损伤多发生在锚固段,且外侧钢绞线疲劳损伤程度较大。     

有机玻璃表面裂纹疲劳扩展仿真研究

针对有机玻璃构件在服役过程中常因交变载荷而导致表面裂纹的产生和疲劳扩展,进而引起断裂的行为,课题组通过仿真研究来预测有机玻璃的表面裂纹疲劳扩展寿命。采用7点递增多项式法拟合疲劳裂纹扩展速率得到材料参数;基于裂纹尖端应力场分析软件,将穿透直裂纹测定的材料参数准确应用到表面裂纹的寿命预测上;采用表面裂纹疲劳扩展试验用于验证仿真结果。研究结果表明利用该方法预测的表面裂纹扩展寿命、裂纹扩展形貌与试验吻合较好。该项研究为有机玻璃结构的损伤容限设计提供了一定的参考。     

矿用自卸车车架振动疲劳寿命分析

为预测某矿用三轴重型自卸车车架的疲劳寿命，在Hypermesh中综合运用壳单元，实体单元，梁单元，焊接单元，刚、柔性连接单元等多种单元建立完整车架有限元模型，分析强度之后对其进行频响分析，得到车架载荷输入与结构应力之间的传递函数；在Nastran中生成车架MNF中性文件，在ADAMS/CAR中建立整车刚柔耦合模型，得到相应的载荷时程曲线，将其进行快速傅里叶变换结合频响分析结果，准确地预估车架疲劳寿命。     

基于Workbench 防冲刺短节疲劳寿命分析

在井控作业中,高速、高压流体冲击防冲刺短节,产生脉动循环冲击载荷,易产生冲击疲劳。通过疲劳寿命理论计算得出防冲蚀短节满足疲劳强度要求。然后,根据材料的S –N 曲线,通过ANSYS Workbench 多物理场耦合分析平台完成对防冲刺短节流固耦合分析,得到作用于防冲刺短节的载荷谱。利用Ncode DsignLife 疲劳分析方法对防冲刺短节进行疲劳寿命数值模拟,采用疲劳安全系数作为疲劳强度失效评价标准,得到防冲刺短节关键区域安全系数均大于1,满足其疲劳强度设计要求,且安全系数云图与应力云图分布位置相同,说明数模结果具有一定指导意义。     

某重型载货汽车车架柔性化建模及疲劳分析

针对某重型载货汽车车架局部出现的疲劳寿命问题,通过有限元理论生成车架的模态中性文件,并对车架进行静力分析及强度校核。利用虚拟样机技术,建立考虑车架弹性的整车刚柔耦合模型,并对刚柔耦合整车模型进行随机路面不同速度下的整车动力学仿真,提取车架关键边界载荷谱。利用S-N疲劳设计方法,选用疲劳分析软件nCode Design-Life对车架进行疲劳可靠性分析,得到车架在不同工况以及不同车速下的疲劳寿命结果及损伤位置。结果表明:车架的最小寿命满足行驶要求,并为车架的优化设计提供了理论依据。     

低载强化对圆柱齿轮残余应力影响的试验研究

以经过表面工艺处理的高强度齿轮单齿弯曲为例,试验研究了疲劳极限以下小载荷强化和疲劳损伤载荷对齿根残余应力的影响.结果表明,经过强化小载荷对反复锻炼后,单齿弯曲疲劳强度和疲劳寿命还能够得到强化和提高;小载荷的反复锻炼不会影响和破坏齿根表面的残余应力;疲劳极限附近的损伤载荷加载到疲劳寿命中期对齿根的残余应力没有显著影响;屈服强度附近的损伤载荷加载到疲劳寿命中期,齿根的残余应力明显衰减.     

基于ADAMS动载荷谱的行星齿轮弯曲疲劳寿命预测

为了预测电动汽车自动变速器的寿命周期,研究了行星齿轮的弯曲疲劳寿命问题。运用ABAQUS软件对单组太阳轮和行星轮部分轮齿进行了静力学摩擦接触分析,解决了齿轮之间添加摩擦接触不收敛问题,得出了齿轮啮合最大应力发生在太阳轮齿根圆角处,小于材料的许用应力,验证了齿轮弯曲强度符合要求。通过ADAMS动力学仿真软件对行星齿轮进行了动力学仿真,得到了太阳轮和行星轮啮合的扭矩载荷谱,且符合齿轮运转实际工况。将ABAQUS静力学结果文件和ADAMS载荷谱导入疲劳分析软件nCode DesignLife中,获得了行星齿轮疲劳寿命循环次数,得出了行星齿轮最容易发生疲劳破坏部位为太阳轮齿根圆角处,为齿轮的优化设计提供了理论依据。     

氧化铈填充硫化天然橡胶疲劳寿命预测

为了保证橡胶组件的安全性和可靠性,疲劳寿命预测和评估在橡胶组件设计过程中是非常必要的,本文根据天然橡胶材料特性和失效准则提出了ε-N预测方程,基于氧化铈填充硫化天然橡胶在不同应变幅值下的疲劳试验数据,对疲劳方程进行非线性拟合求出参数,然后对氧化铈填充硫化天然橡胶材料试件的疲劳寿命进行预测,并对预测结果进行了评估。结果显示预测曲线与试验数据拟合良好,预测结果较好。     

风力机塔筒法兰联接螺栓疲劳寿命预测

针对风力机塔筒法兰联接螺栓结构特殊、受力复杂、易于失效等特点,采用有限元法建立塔筒截面外载荷与螺栓内应力的关系,应用工程算法计算螺栓时序内应力;基于GL2010规范,选择塔筒法兰联接螺栓材料的S-N曲线;基于S-N曲线全寿命分析法计算整圈螺栓的疲劳强度并确定最危险部位;采用螺纹联接轴对称模型进一步准确计算危险部位螺栓的疲劳累积损伤,结果表明其疲劳寿命满足要求,提出的方法在预测塔筒法兰联接螺栓疲劳寿命时具有可行性和有效性。     

基于AAR标准的石砟漏斗车疲劳寿命评估

AAR评定标准由北美铁路协会制定,可用于铁路货车寿命疲劳评估。以某公司正在研制的米轨石砟漏斗车为例,使用ANSYS Workbench建立了该车的有限元模型,分别进行了垂向静载、纵向拉伸、纵向压缩和扭转4种工况下的应力分析,选取100 t无盖漏斗车相应载荷谱,以名义应力法和Miner线性累积损伤理论进行计算,基于AAR标准编写了寿命评估Matlab程序,评估结果表明寿命满足设计要求。     

重载列车作用下铁路钢桁梁桥的动力响应分析及疲劳寿命评估

以长东黄河大桥三跨连续钢桁梁为工程背景,采用ANSYS软件建立了有限元模型,对不同载重列车过桥时钢桁梁的动力响应进行了分析,并根据线性累计损伤理论,采用雨流法计数,对C80重载列车过桥时钢桁梁的疲劳损伤度及疲劳寿命进行了评估。主要结论为：列车车辆过桥时,随车辆轴重的增加,钢桁梁动挠度加大,但竖向加速度极值不严格随轴重的增加增大或减小;低速范围内随车辆速度的增加,钢桁梁动挠度变化不大,只有波动幅度增大,竖向加速度极值随车速的增加而增大。该钢桁梁在C80列车编组下的疲劳寿命约125 a,与C70列车编组下的疲劳寿命相差不大。     

Gerber抛物线在疲劳可靠性设计的应用研究

介绍了国际上五种简化疲劳极限应力(σm-σa)图,分析了Good man图、简化疲劳极限折线图、Soderberg直线图、Биргер抛物线图和Gerber抛物线图应用特点。针对Gerber抛物线在可靠性强度计算中疲劳极限的均值和标准差的计算,与实验数据比较符合,并对比折线方程的优点加以分析说明,为可靠性设计研究奠定了理论基础。     

盐水泥浆中碳钢的腐蚀疲劳断裂

钻井液中钻具因受到各种作用应力,加上井下高温高压的腐蚀环境,使其易发生腐蚀疲劳断裂。为探讨钻具的断裂过程以期能找到有效的防护措施,实验室内建立了模拟试验装置。针对盐水泥浆中45钢的腐蚀疲劳断裂行为,通过自制的旋转弯曲腐蚀疲劳试验机,模拟钻具的运转受力情况,研究了不同泥浆介质、应力、载荷频率和温度对45钢腐蚀疲劳断裂行为的影响,并结合动态腐蚀试验和断口分析,讨论了各影响因素的作用。结果表明,盐水泥浆的pH值、Cl-含量等对45钢的疲劳寿命有直接影响,腐蚀疲劳寿命与与局部腐蚀的程度大小有密切关系;随着加载频率的增大,45钢的腐蚀疲劳寿命有较大提高;在15~80℃温度范围内,45℃左右时45钢的腐蚀疲劳寿命最短。     

疲劳极限以下小载荷的强化和损伤试验

以某变速箱圆柱齿轮单齿弯曲为例,对疲劳极限以下小载荷的强化和损伤进行了试验研究.结果表明,疲劳极限以下的小载荷对疲劳寿命、疲劳强度和静强度均具有强化作用;一定范围内的小载荷作用一定的次数才能体现出强化效果;循环载荷谱中小载荷虽有一定的强化作用,但强化效果有所下降;循环载荷谱中小载荷循环次数增加,其强化效果随之增加;高载荷造成损伤后,原来具有强化作用的小载荷失去了强化效果,但更低的小载荷却体现出一定的强化效果;小载荷强化的原因是材料的微观组织得到强化和改善.     

带锯床锯架系统力学建模设计

针对国产带锯床设计中,普遍存在的锯架设计不合理导致锯条寿命短、锯切精度及效率不迭标、制造成本高等问 题,建立了带锯床锯架力学模型;以某型号锯床为实例,根据锯架力学模型对锯条进行了应力循环分析,建立了锯条的疲 劳分析模型;并以疲劳分析结果作为锯架改进设计的基础,得出了改进后详细的锯架设计参数。结果表明：改进后,带锯 条受力满足疲劳强度要求,很大程度上提高了锯条寿命及锯切精度。文中所建立的锯架力学模型适用广泛,具有较高的 实际应用价值。     

车载高压天然气钢瓶的结构优化

文章对34CrMo4钢质车载天然气气瓶进行了水压爆破试验和水压疲劳试验,运用有限元软件ANSYS分析了气瓶的爆破压力与疲劳寿命。并通过ANSYS的优化模块对气瓶进行了结构优化设计。分析结果表明文中的计算方法准确,可作为工程上CNG气瓶结构设计时的参考方法。     

汽车变速箱圆柱齿轮弯曲疲劳p-S-N曲线测定

利用大小两级载荷,对国产某汽车变速箱倒档圆柱齿轮单齿弯曲疲劳强度进行了试验.通过对试验数据的处理,表明该齿轮单齿弯曲对数疲劳寿命在高低载荷级下均呈正态分布,在高低载荷级下的成活率分别与其弯曲疲劳寿命对数之间存在线性函数关系,以及不同成活率下的p S N曲线和齿轮单齿弯曲疲劳极限.为进一步研究齿轮弯曲疲劳强度提供了基本曲线和数据.     

李长之文学批评的德国核心元素

为进行某工程机械发动机再制造曲轴的疲劳寿命分析,在有限元软件MSC.PATRAN中分别建立了原有曲轴和再制造曲轴的三维有限元分析模型,对原始曲轴和再制造曲轴进行了静强度和疲劳强度分析。从仿真结果可知,再制造曲轴具有较高的疲劳寿命。