连杆螺栓的强度分析

对连杆螺栓受力进行了研究,利用ANSYS对螺栓进行静力学分析,得出螺栓的应力分布状况。对连杆螺栓断裂事故进行了分析,得出可能造成螺栓断裂的原因;利用Miner疲劳损伤理论和ANSYS软件,分别对连杆螺栓进行疲劳寿命计算,预估螺栓的使用寿命。     

风电机组桨叶螺栓断裂失效原因分析

某风电机组的桨叶螺栓频繁发生断裂,给机组的正常运行带来很大危害。通过在叶根螺栓处加装预紧力监测系统,实时采集螺栓在运行过程中的载荷数据。通过对应力幅等数据分析并结合仿真结果,对螺栓断裂原因进行了分析,初步判断出螺栓断裂是由于疲劳造成的,并给出了改进意见。     

基于ANSYS的被联件刚性对螺栓强度影响的研究

为研究螺栓强度的影响因素,以某工程机械安装螺栓及其被联接件为例,利用有限元软件ANSYS进行仿真分析,计算了不同被联接件刚度下螺栓的应力、应力幅,并结合应力试验,验证了所建立的有限元模型的准确性和适用性,再通过疲劳试验验证了螺栓所受应力幅与其疲劳寿命的对应关系.结果表明:被联接件刚度越好,螺栓所受应力幅越小,其疲劳强度越小,疲劳寿命越长.     

直升机复合材料桨叶的疲劳寿命计算

着重说明直升机复合材料桨叶安全寿命的计算方法。首先分析某型直升机的飞行任务剖面、桨叶载荷谱及材料的疲劳特性,然后利用迈勒线性累积损伤理论计算桨叶的安全疲劳寿命,并分析不同飞行状态及载荷变化对疲劳寿命的影响。计算结果证实直升机复合材料桨叶在正常飞行状态下的无限寿命设计理念。该方法可用于在直升机设计阶段对复合材料构件的疲劳寿命进行评估校核。     

大功率柴油机连杆螺栓疲劳强度分析

柴油机连杆螺栓在工作过程中承受螺栓预紧力及拉伸载荷,其刚度和强度决定了连杆能否正常工作。通过建立考虑螺栓螺纹细节的连杆大头部分的装配模型,利用有限元方法对其进行了刚度及静强度分析。在此基础上,对分析结果编制后处理程序,绘制螺栓材料的疲劳Goodman曲线,对螺栓进行了疲劳强度评定。分析结果表明:螺栓的刚度、静强度及疲劳强度均满足使用要求;最大当量应力出现位置在第一级螺纹上,疲劳破坏最危险位置出现在螺栓头部和杆身圆角过渡处。在静强度及刚度满足要求的前提下,使用疲劳强度分析方法更适合找到螺栓失效的位置,为螺栓设计提供参考。     

提高大功率风电机组高强度连接螺栓疲劳设计寿命的方法研究

分析了高强度连接螺栓疲劳寿命影响因素及其受力特性,提出了改善高强螺栓疲劳寿命的有效方法,并通过有限元分析验证了部分改善措施的有效性。文中提出的改善措施对螺栓疲劳寿命的设计和运行后期发生螺栓疲劳失效的补救措施提出了有力的理论支撑,具有研究和指导意义。     

550 kV断路器用密封杆疲劳分析及试验研究

为解决如何对断路器密封杆疲劳寿命进行分析的问题,以550 kV断路器密封杆为研究对象,分别通过应力实验与分合闸实验测得了该密封杆某截面的应变时间曲线及行程时间曲线。首先建立了三维仿真模型,利用这些曲线作为仿真边界条件;然后结合ANSYS与ADAMS联合柔性仿真的能力得到了该密封杆各个位置的受力情况;最后利用Workbench的N_code designlife模块对该密封杆按S-N寿命曲线及ε-N寿命曲线进行了疲劳寿命分析,得到了两种仿真结果。研究了这两种分析方法不同的应用场合,随后完成了该密封杆的实际操作寿命实验。研究结果表明:按S-N寿命曲线对密封杆进行寿命分析,计算寿命能与实际操作寿命保持较好的一致性,为万次寿命实验中其他运动零部件的寿命预测提供了一种方法。     

压裂泵液力端排出管汇螺栓失效分析

压裂泵液力端排出管汇连接螺栓在现场施工过程中发生异常断裂,通过观察和分析42CrMo双头螺栓断口的宏观及微观形貌,对其进行化学成分分析、力学性能测试、金相组织等分析断裂原因.化学成分和硬度符合要求,金相组织为回火索氏体.钢中非金属夹杂物含量低,材料纯净度良好.分析结果表明:螺栓的断裂属于疲劳断裂,疲劳起源于螺栓螺纹齿根部表面裂纹及损伤部位.螺栓在工作中承受交变载荷,断裂部位存在应力集中现象.该螺栓在制造过程中,由于生产工艺不当,造成螺栓产生裂和损伤,导致螺栓承载能力降低出现疲劳断裂.调整螺栓的加工工艺,以提高使用寿命.     

栓焊并用连接结构疲劳寿命分析

为了研究端部角焊缝与高强度螺栓并用连接结构在循环荷载下的疲劳性能,通过试验,对比了焊接和栓焊两种不同连接结构疲劳寿命和疲劳失效机理的差异,分析了高强度螺栓对栓焊结构疲劳寿命的影响。结果表明,高强度螺栓能够减小焊缝处的受力,抑制裂纹扩展,提高结构连接刚度,有效延长结构的疲劳寿命。同时利用等效结构应力法对栓焊结构进行了寿命估算。估算结果与试验结果吻合良好,误差在10%以内,验证了等效结构应力法对端部角焊缝与高强度螺栓并用连接结构寿命估算的适用性。     

螺栓疲劳寿命计算方法探讨及研究

螺栓作为飞机结构中最重要的传载连接件,其静强度性能已经引起了人们的高度关注,然而由于螺栓为标准件,因而对其疲劳性能重视程度不够。通常对螺栓疲劳寿命计算,也只分析其拉应力对寿命产生的贡献,而忽略其剪切应力对疲劳寿命的影响,这样可能会得到螺栓寿命偏危险的设计结论。介绍了螺栓的受载特点及破坏型式,研究了螺栓应力集中系数的确定方法,通过引入螺栓当量拉应力概念,对螺栓疲劳寿命计算中参考应力的选取方法进行了改进,给出了名义应力法及DFR方法计算螺栓疲劳寿命的一般步骤,最后总结了影响螺栓疲劳寿命的因素,提出了改善螺栓疲劳性能的常见方法。     

煤化工反吹阀用波纹管国产化设计研究北大核心CSCD

为了研究煤化工反吹阀用波纹管失效原因,运用有限元法对波纹管进行静力学和瞬态动力学分析。与静力学分析结果对比,考虑惯性力及阻尼作用后,波纹管的最大应力有所增大,疲劳寿命下降,最大应力出现位置由波纹管中部转向阀杆端部。为了验证仿真计算的准确性,设计了专用的高温、高压疲劳试验台,实现了苛刻工况波纹管型式试验。和试验结果对比,波纹管设计寿命与真实寿命偏差30%以内,失效位置与仿真分析结果一致。根据仿真和试验结果,提出了优化阀杆端部波纹管材料及波形结构改善波纹管寿命的设计方法。     

高强度螺栓疲劳强度可靠性设计

本文根据金属裂纹扩展理论对高强度螺栓的疲劳断裂过程进行分析,提出了一种估计螺栓疲劳寿命的方法,由此方法,我们能够根据给定的可靠度和疲劳寿命设计螺栓的尺寸。     

随机载荷下燃油泵托架疲劳寿命仿真分析

针对一类含橡胶减振垫燃油泵托架出现疲劳断裂的现象,研究利用数值仿真技术预测结构疲劳寿命的方法。应用有限元法和随机振动理论计算结构随机振动响应的各种统计参数,采用Miner累积损伤理论预测疲劳寿命。重点讨论了有限元模型中系统阻尼和橡胶垫刚度等关键参数的确定方法,并利用优化技术实现有限元模型修正的自动化。计算结果表明动态随机激励环境下存在严重的局部应力集中是造成托架损坏的主要原因。仿真结果和随机振动试验结果吻合,证明利用数值仿真技术预测此类产品的疲劳寿命是可行的。     

某高压涡轮盘裂纹扩展特性研究

通过三维裂纹扩展有限元仿真分析与低循环疲劳裂纹扩展试验相结合,研究了某高压涡轮盘损伤容限特征。基于有限元仿真分析获得的螺栓孔部位的应力和变形,开展了三维裂纹扩展寿命仿真计算,得到裂纹扩展速率的计算值。在轮盘低循环疲劳试验中,通过螺栓孔内壁面处定期荧光渗透检测和裂纹长度检测,记录了裂纹发展情况;在轮盘破裂后,通过疲劳断口扫描电镜观察,获得了裂纹扩展特征。结果表明,仿真计算与试验断口分析得到的裂纹前沿扩展历程、裂纹扩展寿命之间均存在较好的一致性。     

基于应力场强法的抽油机驴头疲劳寿命预测

由于名义应力法对抽油机驴头疲劳寿命预测结果偏离实际而引入应力场强法,给出了两种方法的预测步骤。基于驴头所受循环交变载荷分析,在Ansys仿真环境下进行静态仿真,计算极限载荷下喉口处应力值;进行准静态仿真,计算喉口处应力值与局部损伤区域内应力场强随时间的变化历程,依据步骤处理仿真结果得到两种方法的疲劳寿命预测值。对驴头现场使用寿命进行统计并拟合其疲劳寿命分布来验证两种方法准确性,并分析了形成误差结果大小不同的原因,结果表明应力场强法预测精度较高,预测结果贴合现场实际。     

螺栓连接单搭接件疲劳特性试验与全寿命估算方法研究

飞机搭接件结构在疲劳载荷下会产生裂纹并扩展,而目前对搭接件结构参数与其疲劳寿命的关系研究还不够系统,且寿命估算模型只考虑了全寿命的一部分。对不同结构参数的三螺栓单搭接件的疲劳特性进行了试验研究,并以现有工程方法为基础,构建了基于材料初始不连续状态的搭接件全寿命估算模型。结果表明,搭接件的疲劳破坏具有一定的隐蔽性,在一定条件下,采用直孔形式、增大孔间距和螺栓预紧力、减小孔直径等都可以改善搭接件的疲劳特性。数值估算结果与试验结果的对比表明,所建寿命模型具有一定的精度,能满足工程需要,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。     

风力发电机组齿轮箱弹性支撑橡胶疲劳寿命分析

针对风力发电机组齿轮箱弹性支撑疲劳寿命预测问题,将数值仿真技术应用到了橡胶疲劳分析中。使用橡胶模型参数建立了轴瓦弹性支撑有限元模型,进行了静刚度试验,通过对比发现了仿真结果与试验结果比较符合;选定疲劳损伤模型,进行了橡胶材料的疲劳寿命测试,拟合了模型参数;在风电机组设计载荷下,开展了齿轮箱弹性支撑橡胶的疲劳损伤分析,提出了多轴变载工况下橡胶疲劳分析方法,将疲劳载荷时序加载转换成位移时序加载,计算了时序疲劳载荷损伤和等效疲劳损伤,得到了弹性支撑在不同部位疲劳损伤分布情况。研究结果表明:时序疲劳载荷相对等效疲劳载荷对橡胶的疲劳损伤更大,实际疲劳校核应按时序疲劳载荷进行。     

TC16钛合金螺栓及其连接30CrMnSiA钢板孔的疲劳行为

利用高频疲劳实验机和自制装置进行疲劳试验,研究了TC16钛合金螺栓连接30CrMnSiA高强度钢板结构的疲劳破坏行为,并通过扫描电镜(SEM)和有限元分析法分析了钢板和钛合金紧固件的失效机理。结果表明:30CrMnSiA高强度钢板件用TC16钛合金紧固件连接时在外加拉-拉疲劳载荷下,其疲劳破坏属于微动疲劳,寿命较带自由孔30CrMnSiA钢板件的常规疲劳寿命下降约60%,脱层和磨粒磨损是板孔微动疲劳的主要损伤形式。TC16钛合金紧固件连接30CrMnSiA高强度钢板结构在拉-拉疲劳载荷下,钛合金螺栓由于弯曲疲劳作用发生弯曲疲劳断裂,而非微动疲劳破坏。TC16钛合金螺栓表面进行阳极氧化处理有利于改善30CrMnSiA高强度钢连接板的微动疲劳性能。然而,钛合金螺栓表面进行阳极氧化处理由于韧性降低的缘故,却导致其常规弯曲疲劳抗力明显下降。     

连杆螺栓的应力分析与疲劳寿命研究

利用ANSYS软件对连杆螺栓进行静力学分析，得出其应力集中的位置，根据Weibull分布概率密度函数计算了连杆螺栓的等效应力幅。分别采用Miner疲劳损伤理论和ANSYS软件中的疲劳分析模块计算连杆螺栓的疲劳寿命，通过计算表明两种方法的计算结果基本上是一致的。     

GEVO16柴油机连杆螺栓的疲劳寿命研究

通过对GEVO16连杆螺栓进行失效分析,表明该螺栓断裂形式属于疲劳断裂。为了提高连杆螺栓的疲劳寿命,对螺栓的头部成型、热处理工艺、滚丝工艺等方面进行了研究,并对进口螺栓以及自制螺栓进行了疲劳对比试验。试验表明,此工艺能够生产出符合设计要求的连杆螺栓,并能有效地提高螺栓的疲劳寿命,完全满足连杆螺栓批量生产的要求,为早日实现连杆螺栓的国产化奠定了基础。