压缩机螺栓联接结构的有限元模拟及疲劳寿命分析

疲劳破坏是螺栓失效的主要形式之一。应用接触有限元方法,对螺栓联接结构进行了应力分析。通过螺栓材料的疲劳试验,获得了材料的应力应变寿命曲线;采用多轴应变下的局部应力应变方法进行疲劳寿命计算;并研究了螺栓预紧力对螺栓疲劳寿命的影响,提出了延长螺栓寿命的方法。     

基于局部应力应变法的桥式起重机用钢丝绳疲劳寿命估算

为保证桥式起重机的提升作业安全性,以32t×42 m双梁桥式起重机用钢丝绳为研究对象,采用局部应力应变法估算其承载从自由状态到额定载荷的两个载荷步时的疲劳寿命。通过有限元数值算法得到钢丝绳的应力分布,由此确定可能发生疲劳破坏的危险部位在钢丝绳与绳芯接触处,应力大小为1 060.3 MPa,寿命为7 233.6次。根据Manson-Coffin公式,通过平均应力修正,得到基于局部应力应变法的疲劳寿命计算模型,计算得到疲劳寿命为7 937.4次,与有限元数值算法得到的寿命相差8.87%,阐明了局部应力应变法估算钢丝绳疲劳寿命的可行性。     

YL-12000kW烟气轮机传动膜片的应力分析

利用有限元程序ANSYS对YL-12 000 kW烟气轮机传动膜片进行了应力分析,给出了膜片工作中存在的4种应力的计算结果,并分析比较了4种应力对膜片疲劳寿命的影响。其结果对烟气轮机金属膜片疲劳寿命提供了参考。     

模拟飞机梁结构连接件疲劳寿命分析

分别采用试验和理论分析的方法对飞机梁结构连接件疲劳寿命进行预测。首先在雨流统计分析的基础上确定了标记载荷,试验结果表明:该种方法能定量地记录裂纹的起裂与扩展过程。然后建立了含有柔—柔接触与预紧力的飞机三维梁结构连接件的有限元模型,有限元模型的计算结果与静力试验结果一致,误差在10%以内。最后分别采用基于有限元的局部应力应变法和数值计算方法,预测了试验件疲劳裂纹的形成寿命。对比分析了这两种方法发现:直接由局部应力应变法得出的裂纹形成寿命偏危险;而基于Femfat的计算可以得出直观的损伤云图和偏保守的裂纹形成寿命,且与试验结果相一致。     

压力容器焊接接头疲劳裂纹萌生寿命的探讨

对16MnR焊接接头进行了控制应变幅条件下的疲劳试验，获得其疲劳特性参数以及恒应变幅载荷下的疲劳一寿命关系，建立了焊接接头低周疲劳寿命曲线方程。并将试验结果同局部应力应变法计算的结果进行了比较，为该焊接接头应变疲劳提供了理论依据。     

PHM技术在航空结构疲劳寿命预测中的应用

飞机机体结构疲劳失效几乎都发生在紧固件孔的孔边位置,结构疲劳断裂会导致飞机出现灾难性的事故,PHM技术可用于预报疲劳故障何时可能发生,从而实现自助式保障,降低使用和保障费用。基于失效物理模型,建立连接件疲劳寿命的预测方法,方法首先求解含孔构件的应力严重系数和疲劳缺口系数,然后对应变-寿命曲线的弹性段进行了修正使局部应力应变法同时适用于高、低周疲劳寿命的预测。结果表明,建立的疲劳寿命预测方法的计算结果与疲劳试验结果相比误差小于17%,说明了方法的有效性。     

局部应力应变法及其设计数据

对单轴载荷下的局部应力应变法进行了研究,提出了合理的损伤计算式。并以修正Ｎｅｕｂｅｒ法为例,说明了其寿命估算过程,。还提供了１０种常用国产机械材料的低周应变疲劳性能试验数据。     

膜片联轴器膜片的疲劳寿命讨论

以束腰式膜片为研究对象,利用Ansys有限元应用软件对膜片中存在的应力进行了计算,得到了膜片应力的结构变形图、节点应力分布图及最大应力点的数值和位置.根据计算结果依据疲劳裂纹形成寿命计算的局部应力一应变法,对膜片的疲劳寿命进行了计算.     

局部应变法寿命估算中几种算法的对比研究

局部应变法是一种有效的疲劳寿命估算方法。然而,当采用的算法不同时,寿命估算结果往往差别很大。本文对局部法寿命估算中常用的四种组合算法进行系统地比较和分析,并结合国产某强击、机机翼主梁根部疲劳危险孔的寿命估算实例进行方法评价。计算和分析表明:瞬态循环σ—ε曲线和当量应变(ε_(eq))—寿命(N)曲线是局部法寿命估算中值得推荐的一种组合算法。     

局部应力应变法的推广应用

对多轴载荷下的局部应力应变法 ,以及局部应力应变法如何应用于高周疲劳的问题进行了研究。推导出了多轴载荷下的应变 -寿命曲线和高周疲劳的修正计算公式     

多轴加载下缺口件弹塑性有限元分析及疲劳寿命预测

利用有限元分析软件ANSYS,得到了承受拉扭循环载荷的缺口试件缺口的处精确应变数值,给出了引起疲劳破坏的危险点。在临界平面法的基础上,考虑到法向正应变对疲劳寿命的影响,建立了一个新的多轴疲劳寿命预测模型,该模型可以较好地预测缺口试件的疲劳寿命。     

柴油机缸盖螺栓的三维有限元分析

结合大功率柴油机性能强化的数值计算,在考虑螺纹的基础上建立了气缸盖螺栓的CAD装配体模型;并采用接触分析法对螺栓的应力应变进行了三维有限元计算,对螺栓的疲劳强度进行了校核。分析结果表明,螺纹受力仍处于弹性变化范围,可采用转角法进一步拧紧。     

柴油机缸盖螺栓的三维有限元分析

结合大功率柴油机性能强化的数值计算，在考虑螺纹的基础上建立了气缸盖螺栓的CAD装配体模型；并采用接触分析法对螺栓的应力应变进行了三维有限元计算，对螺栓的疲劳强度进行了校核。分析结果表明，螺纹受力仍处于弹性变化范围，可采用转角法进一步拧紧。     

弹塑性变形对螺栓应力和轴力分布的影响

为了解决液压机用锯齿形螺纹在啮合螺纹段第一扣牙根处的疲劳断裂问题,采用非线性有限元数值模拟方法,以ANSYS软件为工具,考虑螺栓和螺母材料的弹塑性,研究了不同轴力作用下啮合螺纹段的应力和变形规律.给出不同轴力下螺栓啮合螺纹段中轴力和牙根峰值等效应力沿螺母高度的非线性分布规律,得出螺母螺纹约70%塑性变形可使螺栓牙根峰值等效应力和牙间轴力趋于均匀分布的结论,为大型螺栓连接结构的弹塑性设计提供了有益指导.     

钢制薄壁车轮弯曲疲劳模拟精度探讨

介绍了如何用有限元法准确模拟钢制薄壁车轮弯曲疲劳试验的方法,着重讲述如何合理选择有限元网格类型、单元积分形式、单元尺寸大小,强调分析应采用材料“真应力-应变”曲线,给出旋转作用力、螺栓预紧力、加载时间步的设置方法和注意事项,以及判断有限元应力分析结果是否合理的方法。论文随后以车轮疲劳试验结果为参照,结合S-N曲线数学表达式,给出一种分析车轮疲劳寿命的简易方法,并基于这个简易方法去预测另一款大小相近、材料牌号相同的车轮寿命,发现寿命预测结果与试验结果较为接近,认为论文所介绍的应力和疲劳分析方法有较好的实用性。     

基于ANSYS的筒体法兰的疲劳强度分析

运用有限元分析软件ANSYS,建立某种筒体法兰的有限元分析计算模型,并在最高使用压力及螺栓预紧力等载荷条件下对其进行数值模拟,得到最大的应力应变分布。在此静态分析的基础上,通过疲劳分析模块进行疲劳仿真计算,估算其疲劳寿命耗用系数,从而为筒体法兰进一步的结构设计提供必要的理论依据。     

发动机飞轮螺栓的三维有限元计算分析

结合大功率柴油机性能强化的数值计算，针对螺纹连接几何形状和载荷条件的复杂性，建立了装配实体模型；在考虑柔性曲轴附加转矩的情况下，采用接触分析法对发动机的飞轮螺栓进行了三维有限元计算；得出了螺栓工作状态下最危险点发生的位置，考核了螺栓的疲劳强度安全系数，分析结果表明，螺纹连接是一种弹塑性模型。提出了发动机性能强化后螺栓连接的三种优化设计方案。     

抗疲劳钢轨普通螺栓的理论分析与试验

应用ANSYS8.0有限元软件对普通螺栓进行接触分析,研究螺纹根部应力分布规律以及应力分布对螺栓疲劳寿命的影响,并在200kN电液伺服试验机上进行动态疲劳试验,得出结论：普通螺栓要及时进行更新,以防事故的发生。     

直驱式抽油机地脚螺栓的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对直驱式抽油机8型机地脚螺栓进行分析研究,建立了直驱式抽油机的有限元简化模型,同时对抽油机地脚螺栓进行了理论计算,仿真数据与理论值对比基本吻合,证明了模型简化的合理性以及有限元分析的准确性。针对不同工况栽荷下抽油机地脚螺栓的受力进行了分析计算,得到不同工况载荷下地脚螺栓的应力分布云图,对工作载荷下基础不同倾斜角度时的地脚螺栓受力进行了有限元分析,得到了基础倾斜角度对地脚螺栓的应力影响规律,同时对螺栓进行疲劳分析,得到螺栓整体疲劳寿命和疲劳安全系数,通过分析可以有效的预测地脚螺栓的断裂,为该系列抽油机安全性能分析提供有力的依据,提高了该产品在市场的竞争力。