汽车横向稳定杆疲劳寿命分析及其优化设计

为了解决某横向稳定杆断裂失效问题,首先基于有限元方法和刚柔耦合多体动力学建立前横向稳定杆总成模型和前悬架动力学模型,提取其极限工况时横向稳定杆两端上下跳行程,获取强度分析的强制位移为49.5 mm。然后基于Nastran软件对横向稳定杆进行强度分析,分析结果表明其最大应力为977.6 MPa,位于横向稳定杆与稳定杆支架、衬套相连接位置,存在疲劳损伤风险。采用Femfat软件对横向稳定杆进行疲劳寿命分析,分析结果表明其最小寿命为3.37×10~4次,最薄弱处与强度分析最大应力位置一致,低于设计要求值。再通过Isight优化集成平台对横向稳定杆直径进行多目标优化分析,获得了其最优直径,同时其疲劳性能满足设计要求。最后建立横向稳定杆台架试验平台,以正弦波进行加载,试验表明优化之后横向稳定杆试验结果与疲劳仿真结果相吻合,并且通过了整车道路试验,最终成功解决了该横向稳定杆断裂故障问题。该分析方法结合了有限元、多体动力学、疲劳力学、台架试验和路试验证,为类似结构件疲劳强度分析以及优化设计提供了先进的科学指导。     

汽车转向节强度与多轴疲劳寿命分析

转向节常因多轴载荷的反复冲击而产生疲劳裂纹或完全断裂,必须对其进行强度校核与疲劳寿命预测,但由于在新车型的研发初期无法获得作用在转向节上的真实载荷,即无法进行台架试验,所以如何利用CAE技术对其进行强度校核与疲劳寿命预测具有重要意义。该文选取越过不平路面、最小转向半径和紧急制动三种典型工况,对车轮进行受力分析;同时利用Adams/Car分别提取作用在转向节上的动、静载荷;然后利用Nastran对其进行静强度校核,FEMFAT对其进行多轴疲劳寿命预测。分析结果表明,该转向节满足静强度与疲劳强度设计要求。基于典型工况的载荷提取、强度与疲劳寿命预测,为及时发现转向节设计缺陷、优化性能提供了一种有效方法。     

基于有限元方法的混凝土泵车结构疲劳寿命预测

针对混凝土泵车布料杆疲劳寿命难以预测的问题,提出了一种基于有限元仿真的疲劳寿命预测方法.通过仿真各铰点载荷谱对布料杆进行静强度分析,运用许用应力计算模型,确定最小疲劳寿命部位,并通过疲劳试验台架进行验证.研究结果表明,该方法可以相对精确地预测布料杆的疲劳寿命,为布料杆的可靠性设计提供参考和依据.     

风力发电机主轴的非线性接触有限元分析

使用非线性接触有限元方法对风力发电机主轴零件进行结构分析.模型模拟了轴承和轴套对主轴的非线性支承条件以及轴承的调心转动,给出静强度和疲劳寿命计算结果.分析结果表明,该主轴的强度、刚度和疲劳寿命满足设计要求.     

油田用高压注水泵的定制寿命设计

定制寿命设计方法将机械产品设计判据由强度的定性设计提高到寿命的定量设计。研究并掌握该设计方法对提高机械设计水平有重要意义,也是降低产品成本,提高产品市场竞争力的一个有力措施。这种设计方法可做到产品寿命参数的主动设计。本文结合高压注水泵进行了定制寿命设计分析,对高压注水泵关键零件进行了有限元静力学分析、模态分析、疲劳寿命分析和疲劳损伤分析等。结果表明,本文分析的高压注水泵具有足够的静强度和疲劳寿命,分析计算结果为进一步确定零件的尺寸、形状和精度等提供了有效的参考依据。     

汽车转向节疲劳寿命分析和试验研究

针对日益突出的汽车转向节疲劳损伤问题,应用CAE技术建立了汽车转向节的实体模型,并对汽车转向节的各种工况开展了静强度分析,通过施加载荷分析得到了汽车转向节的应力结果,然后应用有限元方法对汽车转向节设计模型进行了疲劳分析,得到了相对可靠的零部件预测寿命。利用疲劳试验装置对分析结果满足设计要求的转向节进行了疲劳耐久性试验,验证了有限元模型、静强度分析以及疲劳寿命分析结果的准确性。研究结果表明,应用有限元分析方法进行汽车转向节疲劳分析是可行的,对完善汽车零部件设计开发流程有重要的指导意义。     

基于ANSYS Workbench的汽车传动轴的有限元分析

为提高传动轴设计的可靠性和合理性,基于有限元方法对汽车传动轴进行自由模态分析、疲劳分析。由共振性分析表明,传动轴的最高运转转速小于临界转速25%,因此能够有效避免共振的发生。最大应力出现在轴管与万向节连接处,值为144.99MPa,安全系数为1.69,大于设计要求的1.2倍安全系数,因此传动轴的强度满足要求。该传动轴的最小寿命值为4.5963×10~5min,疲劳寿命满足要求。     

激光焊接对TC4钛合金静强度与疲劳性能的影响

采用静拉伸与等幅疲劳试验,对TC4钛合金母材试样和激光焊接(聚焦焊后进行散焦焊接)试样的静强度和疲劳寿命进行了对比研究,得到了两种试样的静强度、中值疲劳寿命S-N曲线和95%可靠度下的安全寿命P-S-N曲线,并获得了两种试样在指定疲劳寿命106次循环下所对应的中值疲劳强度和安全疲劳强度。结果表明:与母材试样相比,激光焊接试样的静强度虽然有所提高,但疲劳寿命或疲劳强度却大幅降低。     

大功率往复泵曲轴疲劳分析

曲轴是大功率往复泵动力端核心零部件,直接决定往复泵的性能。曲轴在工作状态下受力情况十分复杂,故曲轴不仅要满足强度校核计算,还要考虑低应力水平下的疲劳断裂。利用有限元法对曲轴进行强度分析,生成.rst结果文件,设定曲轴材料的S-N曲线,将数据导入疲劳分析软件进行疲劳分析,得到损伤、寿命结果,以此评估曲轴的疲劳特性。经分析研究,曲轴最大损伤位置发生在第2曲柄销根部圆角处,其最小循环次数1.23×10~7,满足曲轴设计要求。     

基于试验数据对刮板链平环疲劳寿命预测

为防止刮板输送机链条平环疲劳失效而引起断链事故发生,文章基于现场试验数据对链条平环疲劳寿命进行预测。以38 mm×137 mm C级型号链环为研究对象,首先对刮板输送机运行过程中链条平环张力变化进行在线监测,测得同一平环的两条直边张力出现明显不均等现象,分别获得两份张力载荷谱作为仿真时载荷数据;然后利用有限元软件对链条平环两条直角边施加不均等载荷进行强度分析,得到链环应力及应变结果云图,找出薄弱关键点;最后基于静强度分析结果,施加经处理后的载荷数据,利用疲劳分析软件Ansys nCode DesignLife对平环进行疲劳寿命仿真分析,仿真结果表明刮板输送机链条平环疲劳寿命为30 750次循环,链轮链环啮合61 500次。寿命结论可为以后刮板链环定期维修、更换、结构优化提供重要参考。     

关于自由度的计算

关于自由度的计算,已经引起了世界上许多学者的注意。本文提出了“根据机械系统的闭合特点,割断机架分析末杆运动,在同一瞬间把末杆与机架焊接,重新形成原机械系统”的理论,来计算机械系统（包括机构、结构）的自由度。本文阐明了机械系统中的静不定次数和自由度数的内在联系;为判断机械系统能否实现有限位移提供了必要性判据,同时为判定机械系统是否能作为结构提供了充分性判据;揭示了静不定和自由度的物理意义;严格地说明了把机构分成六个族是错误的,机构分族的观点是毫无意义的。根据上述理论,我们导出了闭合数计算公式、自由度数计算公司以及静不定次数计算公式。用这些公式可以毫无例外地按机械系统（包括机构、结构）的构造,正确地计算出它的自由度数和静不定次数。     

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。     

球开蜗杆砂轮的磨齿原理及其球基螺旋面参数

提出用球开蜗杆砂轮连续分度展成磨削内齿轮的概念,阐述了其磨齿原理.建立了砂轮的球基渐开螺旋面议程和分度球面螺旋线方程,给出螺旋运动参数,螺旋线导程,螺旋升角的定义及计算式.     

车辆主要噪声源识别方法的研究

描述了车辆车外主要噪声源的两种常用识别方法即声强法和声压法,给出了小客车车外噪声源的声强法和声压法的对比识别结果。这两种方法对比识别结果表明：在声源愈单一的情况下,声强法与声压法识别结果的相差愈小;在声源愈复杂的情况下,声强法与声压法识别结果相差愈大。     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

球形滚刀的理论研究

对球面螺旋面进行深入的理论研究。给出了球面螺旋线导程、螺旋运动参数、球面螺旋升角的定义及新公式。建立了球形滚刀各螺旋面方程、刃口方程及侧后角计算等一整套新公式,可作为设计制造滚刀时的参考,总结出球形滚刀存在的有理论误差及减少误差的方法。最后给出了设计实例。     

轮轨滚动接触疲劳现象分析

论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象，定性地分析它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳破坏调查情况，给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。     

五足步行机器人步态研究

将五足步行机规则步态分为奇异和非奇异两大类型,对步态各类数、负荷因子取值范围、稳定行走条件以及稳定裕度求算进行了分析,所得结论对于指导五足机的机构和实用步态设计有重要理论意义。     

技术创新的源泉--知识的条件性

人类文明和科技进步源于创新。创新的内涵源于知识的拓新,而知识拓新又源于知识本身的特征──条件性。自觉地还是自发地运用知识的条件性,具有很大的效果差异。自觉地认识知识的条件性并转化为方法,可加快和顺利地开拓创造性思维,把难题化解,并进行物化,以获得新成果。     

圆管凸缘整体成形技术的研究

对圆管凸缘一步及多步整体成形工艺进行了研究,采用有限元数值模拟方法分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。给出了2种内径、3种壁厚情况下,成形凸缘宽度－极限摩擦因数关系曲线,提出了圆管镦锻凸缘成形极限图的概念。并依据数值模拟结果进行了圆管镦锻凸缘一步整体成形试验,试验结果显示所成形的圆管凸缘符合数值模拟预测的结果,说明所提出的成形极限概念对圆管凸缘整体成形技术有指导意义。