带预载的钢丝网套补偿器振动疲劳损伤分析

开展了基于有限元分析软件ABAQUS的钢丝网套补偿器在随机振动工况和正弦振动工况下的疲劳分析.首先采用梁单元建立钢丝网套等效模型,针对不同载荷工况构建不同的钢丝网套与波纹管间的相互作用关系,从而建立能够考虑预载影响的钢丝网套补偿器随机振动、正弦振动分析模型,并开展支反力试验和模态测试对模型进行验证.基于该模型,结合Dirlik方法及基于Miner线性累积损伤理论推导的疲劳寿命计算公式.分析了不同方向随机振动、正弦振动激励作用下的钢丝网套补偿器疲劳损伤情况.结果 显示,在随机振动工况和正弦振动工况下,钢丝网套补偿器在横向(X方向)上的损伤均最大,且在设计使用寿命(1 min)以内均未发生疲劳破坏;钢丝网套补偿器的薄弱环节分布于补偿器个别波峰以及管接头固定端附近;正弦振动工况下损伤水平小于随机振动工况下损伤水平.     

某特种车辆车架的随机振动分析

以某特种车辆车架为研究对象,分析了车架在外界随机振动下的动态响应.给出了模态分析和随机振动分析理论及方法,建立了车架有限元分析模型,进行了模态和随机振动分析,获得了车架的固有频率,振型及其特定工况下振动最大处的位移频率响应谱曲线,并为结构的后续改进优化设计和新产品的开发提供了理论依据.     

应用多体有限元法预测车体结构疲劳寿命

利用多体动力学和有限元法结合的混合方法对机车车体结构疲劳寿命进行仿真研究.首先在SIMPACK中建立机车整车的多体系统动力学模型,根据不同的载荷工况计算其载荷时间历程;其次根据有限元准静态应力分析法,获得车体结构的准静态应力应变影响因子(stresses influence coefficient,SIC),再利用模态分析技术获得车体结构固有频率和模态振型,以及确定车体结构危险点位置.基于危险应力分布的动载荷历程,结合车体材料的S-N曲线以及Palmgren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法和WAFO(wave analysis for fatigue and oceanography)技术进行标准时域的车体结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤累积和寿命预测.实测结果和仿真结果相互对比表明,这种方法可以有效预测车体结构的疲劳寿命,其精度和动力学与有限元模型的精度有关.     

某空压机车架随机振动响应分析

通过建立某公司空压机车架有限元模型,对车架进行模态分析,获得车架固有频率和振型。采用模态叠加法计算车架在路面随机激励下的随机振动,得到车架应力分布及加速度响应曲线,分析了车架的动态特性。并且为验证有限元计算结果进行路面测试试验。在测试中,车架出现裂纹处与有限元计算结果应力集中部位相吻合,验证了有限元计算结果的准确性。     

矿用自卸车牵引变流器的振动测试及仿真

针对矿用自卸车无振动试验标准参照的现状而导致核心部件牵引变流器结构可靠性难以评估的问题,对某型号矿用自卸车牵引变流器安装部位进行了振动加速度数据采集,并进行了数据检验、功率谱密度计算和数据归纳,得到了空载和满载两种工况不同振动方向的实测振动加速度谱密度曲线。为进一步解决振动试验台在验证时无法按照产品使用寿命长时间运行的问题,对实测谱进行了加速计算,将振动量级提高而试验时间大幅度缩短。对牵引变流器进行了有限元建模、模态分析和基于加速实测谱的随机振动分析,得到了表征结构应力水平的1σ应力分布,最终确定了牵引变流器的结构疲劳寿命满足使用要求。振动测试及仿真分析方法可为同类产品开发提供参考。     

硬涂层阻尼结构的随机振动疲劳寿命分析

为了研究硬涂层阻尼结构的疲劳寿命合理的分析方法和对结构寿命影响的基本规律，利用有限元模拟技术进行带硬涂层阻尼的悬臂薄壁梁结构的随机振动疲劳寿命计算。以一个悬臂薄壁梁为对象，首先，对该结构涂敷硬涂层前后的模态和谐响应进行计算，获得模态频率和危险部位应力响应函数；其次，采用随机振动疲劳寿命频域分析法对涂层前后悬臂梁进行有限元仿真计算，获得相应的寿命和损伤云图；最后，在电磁振动台上进行随机振动基础激励的编谱加载，获得涂层前后悬臂梁的振动疲劳寿命和损伤行为。结果表明，硬涂层能够延长悬臂梁振动疲劳寿命，可以减缓疲劳裂纹扩展速率。通过对比模拟和试验结果的误差分析，证明振动疲劳寿命模拟方法的合理性。     

基于功率谱密度工程车辆驾驶室随机振动分析

路面随机振动激励对驾驶室结构具有一定的疲劳破坏作用,对驾驶室进行随机振动分析,可以分析随机振动载荷对驾驶室结构的影响。根据驾驶室受到的随机振动冲击情况,基于ANSYS驾驶室有限元模型,获得驾驶室的固有振动模态;并根据工程车辆的实际运行状况,选取空载30km/h、空载40km/h、重载20km/h和重载30km/h等四个主要工况进行随机振动分析。通过对驾驶室结构的ANSYS动力学仿真分析发现,结构最大应力产生在空载40km/h工况下,位置发生在上顶板与上斜梁的连接处。以此结果作为疲劳分析的前提,根据Q235钢的S-N曲线和疲劳累积损伤理论,利用Steinberg三区间法对驾驶室结构进行疲劳强度分析,结果可知,驾驶室结构的累积疲劳损伤度远远小于1,说明驾驶室结构满足疲劳强度要求,为此类设计研究提供参考。     

振动激励下路面养护车辅油箱开裂问题分析

针对路面养护车辅油箱开裂问题,以行驶作业工况振动源为基础,提出一种路面激励与车载发动机振动响应相结合的振动模型.基于频率响应分析,结合路面加速度谱密度计算结果,对所提出的振动模型进行随机振动分析,分析结果与实际情况吻合.以自由模态下各主振型为基础,对现有路面养护车辅油箱进行结构改进,并对改进方案进行仿真校核.结果 表明,改进方案可以使结构应力减小,并且满足安全性要求.     

振动加速因子试验方法研究

为了快速获得准确的加速因子,在对Palmgren-Miner疲劳累积损伤原理和随机振动宽、窄带应力作用下累积损伤分布特点研究的基础上,推导出随机振动应力作用下的加速因子计算方程,以此作为加速寿命方程同时结合加速寿命试验理论,设计并实施了样件的加速寿命试验。通过对试验数据的weillbull模型验证和最小二乘数据处理,获得了样件材料的振动加速因子。该试验方法为其他材料的加速因子的试验获取和环境振动试验条件的制定提供实践和理论指导。     

PolyMAX法在自升式平台模型损伤检测中的应用

对某自升式海洋平台模型进行了脉冲锤击法试验模态研究.采用移动力锤法对自升式海洋平台模型无损伤和有损伤两种工况进行振动测试,对振动数据采用PolyMAX法进行模态分析,研究了两种工况下的结构动态特性.试验分析结果表明,PolyMAX方法在自升式海洋平台模型损伤检测中,不仅能够获得清晰的稳态图,还可以有效识别结构模态频率、模态振型;根据平台模型损伤前后的模态参数可知,平台模型损伤后X,Y方向的一阶频率均有明显降低,尤其是损伤处模态振型变化更为明显.该特征为自升式海洋平台损伤检测提供了一个依据.