吊挂随机振动疲劳影响因素分析

根据结构随机振动疲劳寿命的频域分析方法,采用有限元方法计算了某型导弹吊挂的随机振动疲劳寿命,同时研究了吊挂的结构参数对振动疲劳的影响。首先计算了结构的不规则系数;然后定量分析了不同结构参数对疲劳寿命的影响;最后为了研究平均应力对随机振动疲劳寿命的影响,采用Goodman准则推导了结构的平均应力修正系数。研究结果表明应力响应标准差是影响吊挂振动疲劳寿命的主要因素;材料参数和模态阻尼对吊挂的疲劳寿命有着较大的影响;平均应力对疲劳寿命的影响也不容忽视。     

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。     

转向节疲劳性能与减振器阻尼关系研究

为探明减振器阻尼系数对转向节疲劳寿命的影响规律,以某紧凑型SUV为研究对象,通过对转向节模态分析与测试,建立其柔性体模型与疲劳仿真分析模型;以实车参数建立了整车刚柔耦合多体动力学模型,并以试验场强化路实车采集的轮心六分力和转向节监测点应变信号为基础,应用虚拟迭代法仿真获取了转向节载荷时间历程(模态位移);应用模态应力恢复法运算分析了减振器在不同阻尼系数条件下转向节的疲劳寿命,探讨了二者的相互关系。研究表明,在兼顾整车舒适性与安全性的阻尼系数范围内,随减振器阻尼系数增大,转向节疲劳寿命先增后减,即影响其疲劳寿命的主要区域损伤面积先减后增,而影响转向节疲劳寿命的次要区域损伤面积始终随着减振器阻尼系数的增大而增大。     

振幅对金属橡胶材料疲劳寿命的影响分析

对设计制作的固支圆盘形金属橡胶试件进行了疲劳试验,研究了振幅对金属橡胶材料疲劳寿命的影响。提出了割线刚度和等效黏性阻尼系数两个疲劳参数,分析了疲劳加载过程中承载能力和耗能能力随振动周次的变化趋势,并以疲劳参数为基础建立了金属橡胶材料疲劳损伤与振动周次的数学模型。结果表明,小振幅的初始稳定加载有助于改善金属丝线的力学特性,提高金属橡胶材料的承载能力和耗能能力,而振幅的增大会导致金属橡胶材料疲劳寿命的迅速缩短。     

减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响

为了研究减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响,建立了扭力梁有限元模型以及刚柔耦合整车模型。通过试验采集强化路面道路载荷谱作为整车模型的输入激励,仿真得到疲劳寿命分析所需文件,利用模态应力恢复法对扭力梁进行疲劳寿命分析,并通过扭力梁耐久性台架试验证明了仿真模型与疲劳寿命分析方法的准确性。仿真得到了不同阻尼系数下的扭力梁疲劳寿命分布云图以及最小疲劳寿命循环数,分析结果总结出了减振器阻尼大小对扭力梁本体疲劳寿命的影响规律。     

混合陶瓷轴承在化纤卷绕头上的应用

将化纤高速卷绕头的全钢轴承改进为新型混合陶瓷球轴承,对新型轴承结构参数进行合理设计并对其进行温升、振动试验;结果表明,经过改进的陶瓷轴承使用性能得到了较好的改善、滚动疲劳寿命增加了4倍.     

卷绕机振动特性测试与分析

基于PULSE系统平台对某型号卷绕机振动进行测试,得到其振动与转速的关系曲线,并对振动信号进行频谱分析和阶次分析,经分析后得知该卷绕机在13000r／min附近有临界转速,而且影响该卷绕机振动的主要因素是夹头的不平衡,该研究为此类型卷绕机正常运行和减振降噪提供了依据。     

6KW柴油发电机组振动性能的有限元分析

以额定转速为2 400 r/min,额定功率6 KW柴油发电机组为试验样机,对带有橡胶隔振器的机组振动性能进行研究。采用有限元法得到了机组的固有特性和振动响应,分析了隔振器参数变化对机组振动性能的影响。结果表明:隔振器橡胶杨氏模量和阻尼系数增大到一定数值后,对机组的振动起到良好的抑制作用,隔振器两端的振动差距部分缩小,其它呈增大趋势。     

随机载荷作用下某导弹挂架的疲劳寿命分析

对某导弹挂架在随机载荷作用下进行有限元动态仿真分析,基于随机谱分析基础,利用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法对某导弹挂架进行了随机振动疲劳环境分析。分析得到:导弹挂架结构在飞机给定随机激励下的应力响应特征以及导弹挂架结构疲劳危险区域为耳片;根据材料疲劳特性,计算得到挂架结构空载及加载情况下的振动疲劳寿命系数,由寿命系数可知结构满足其寿命要求。     

不同工况对采煤机行星机构疲劳寿命的影响研究

分析采煤机牵引速度、滚筒转速、截深及煤岩坚固性系数等四个因素对行星机构疲劳寿命的影响.分析认为,随着牵引速度、截深、煤岩坚固性系数的增大,采煤机行星机构疲劳寿命逐渐减小,而随着滚筒转速的增大,采煤机行星机构疲劳寿命逐渐增大.因此,在工程实际开采中,可通过采煤机协同调速系统来改变滚筒转速、牵引速度,进而来调节改善其疲劳寿命.     

呼吸式裂纹梁的振动疲劳裂纹扩展耦合分析

为提高结构振动疲劳分析的精度,提出一种呼吸式裂纹梁的振动疲劳裂纹扩展耦合分析方法。分析过程中,采用双线性弹簧描述呼吸式裂纹,广义的Forman方程模拟疲劳裂纹扩展;运用Galerkin法把裂纹梁简化为单自由度系统,振动分析与疲劳裂纹扩展计算交替进行,并考虑了振动疲劳裂纹扩展耦合行为。结果表明,对于含裂纹结构的振动疲劳裂纹扩展,采用呼吸式裂纹可以更客观地描述振动过程和裂纹扩展现象;激励频率和阻尼效应对疲劳寿命具有重要影响,尤其对共振疲劳裂纹扩展而言,阻尼效应特别明显。     

随机不平度激励下车辆-沥青路面动力学响应分析

高效准确地获取随机不平度激励下车辆-沥青路面交互作用特性,对路面友好型车辆设计、路面服役性能评估极为必要.采取解析法和顺序解耦的求解思路,首先推导随机不平度激励下1/4车辆模型的随机动荷载;而后借助相对坐标变换和Fourier积分变换,基于波传递方法,推导移动车辆随机动荷载作用下黏弹性多层体系沥青路面动力响应解析解,并编制相应的数值计算程序.通过车辆-路面动力学响应算例分析,得出沿车辆移动方向各纵向位置处的沥青路面动力响应幅值与随机动荷载相关.通过车辆-路面系统参数影响分析,可以发现,降低悬架和轮胎刚度系数、增大悬架阻尼系数可以降低沥青层底纵向应变,有利于提高路面疲劳寿命;轮胎阻尼系数对路面动力响应几乎无影响;路面不平度的劣化会显著加剧路面疲劳损伤;增大车辆移动速度会降低沥青层底纵向应变均值,但会增大其变异系数,故为了准确评估路面疲劳寿命,需充分考虑车辆移动速度对动力响应均值和变异系数的综合影响.     

某型机载模块的随机振动疲劳分析

为研究随机振动条件下某型机载模块的疲劳特性,推导了功率谱密度下结构振动疲劳寿命的一般表达式,并利用高斯三区间法对其进行了简化,同时考虑了振动试验中随机信号削波处理对应力幅值概率分布的影响。随后通过有限元仿真,分析了结构振动疲劳破坏与模态振型的关系,获得了给定振动条件下疲劳危险位置的动态响应,最终给出了模块的振动疲劳寿命。计算得到的机载模块疲劳寿命和失效位置与耐久试验结果符合较好。     

连接件振动疲劳寿命分析的应力严重系数法

针对连接件振动疲劳涉及的应力集中以及接触非线性问题,借鉴准静态疲劳分析的应力严重系数（stress severity factor,简称SSF）法对于应力集中以及接触问题的分析方式,将其推广到随机振动,采用等效SSF模型计算应力响应,提出连接件振动疲劳寿命分析的SSF法。算例验证结果显示,2个载荷谱激励下,振动疲劳寿命的计算误差分别为27.3%和30.7%。结果表明,SSF法具有快速、高精度的特点,能够达到工程中快速评估连接件振动疲劳寿命的需求。     

基于联合概率密度的随机声疲劳寿命估算方法

针对燃烧室火焰筒结构随机声疲劳问题,根据有限带宽高斯白噪声载荷作用下结构振动响应功率谱密度得到雨流循环均值-幅值条件概率的计算式,结合雨流循环幅值概率密度Dirlik经验公式推导出雨流循环均值-幅值联合概率密度函数,克服了在疲劳寿命估算中只考虑幅值、忽略雨流循环均值影响的局限性。根据Miner线性累积损伤理论,运用获得的联合概率密度函数建立声疲劳寿命的估算方法。以某型航空发动机燃烧室火焰筒结构为例,利用耦合的有限元和边界元方法进行振动响应计算分析。基于应力响应结果,运用提出的方法对火焰筒结构进行疲劳寿命估算,并分析不同声压级的声载荷对火焰筒结构疲劳寿命的影响。研究表明,该方法对航空薄壁结构声疲劳寿命分析具有适用性。     

连接件振动疲劳寿命分析的名义应力法

提出了采用名义应力法估算振动载荷下连接件疲劳寿命的方法。综合考虑连接件孔边的应力均方根集中程度、孔表面状况和填充系数的影响,给出了连接件在振动载荷激励下的应力均方严重系数,然后结合连接件孔边的动态特性给出了振动疲劳缺口系数的计算公式。设计并完成了两种激励谱下304不锈钢的连接件振动疲劳试验,结果表明该方法可以很好地预测连接件的振动疲劳寿命。     

齿轮转速对齿轮传动接触疲劳寿命影响的研究

通过热弹流润滑数值计算,分析了齿轮转速对齿轮传动接触疲劳寿命的影响.研究结果表明:在一定的工况条件下,提高齿轮转速有利于延长齿轮传动的接触疲劳寿命;然而,当齿轮转速超过一定值时,疲劳寿命随转速的提高不增反降.这一研究结果对国际齿轮强度计算标准中所荐速度系数的适用范围提出了质疑.     

锥齿轮啮合作用对发动机幅频特性影响研究

以具有一对中央弧齿锥齿轮啮合的发动机为对象，采用弯扭耦合传递矩阵法计算临界转速、横向振动固有频率、稳态不平衡响应及初始弯曲响应，研究了锥齿轮啮合作用对发动机幅频特性影响。分析了粘性阻尼、不平衡量和传动功率对机匣振动的影响。比较有、无锥齿轮啮合作用的幅频特性，发现啮合作用使机匣振动在临界转速以外还存在多个峰值转速，拓宽了机匣振动影响因素，改进计算软件，提高了峰值转速计算效率。     

箔片动压气体轴承转子系统动态特性试验研究

在箔片动压气体轴承的润滑分析模型和动态特性数学模型基础上,结合牛顿力学方程,建立箔片动压气体轴承-转子系统动力学方程,并研究其刚度和阻尼系数的计算方法;试验测量箔片动压气体轴承-转子系统的振动及速度,计算其刚度和阻尼系数;结合图谱法分析箔片动压气体轴承-转子系统在升速过程中的线性失稳和非线性失稳现象,研究转速对其刚度和阻尼系数的影响规律。结果表明：箔片动压气体轴承-转子系统主刚度系数整体随着转速的升高而增大,而交叉刚度整体随着转速的增加而减小且变化趋势相对较为平缓;阻尼系数整体随转速的提高而减小;系统自身阻尼抑制了扰动和低频能量的聚集,避免了箔片振动发生,从而有效地提高了系统运行的稳定性。提出的动态特性系数计算方法结合气体润滑理论与动力学模型,并结合试验测试,可以有效地获得轴承-转子系统的动态特性。     

温度场分布下汽车排气系统振动疲劳寿命分析

为了研究温度场分布对排气系统振动固有特性与振动疲劳寿命的影响,应用试验和双向流固耦合等数值计算方法分析排气系统固体温度场分布,研究温度场分布对排气系统热模态影响,并采用频域振动疲劳寿命Dirlik估计法对某国六排气系统在温度场分布下的振动疲劳寿命进行分析估算。结果表明,在温度场作用下结构模态频率降低,并且考虑温度分布的疲劳寿命相对室温振动疲劳寿命降低90. 8%。因此温度场分布对排气系统的振动固有特性和疲劳寿命影响显著,在产品开发阶段不可忽视。