从模型到轧机机架的应力强度因子算式转换方法

以轧机机架模型的试验和数值计算数据为基础,研究了模型的应力强度因子计算式向大型构件转换的方法。给出了机架构件以变形能为参数的应力强度因子计算式。利用此式能较方便地计算出带裂纹机架的应力强度因子值。为用断裂力学方法估算机架的疲劳寿命提供了依据。     

35CrNiMo圆柱齿轮齿根弯曲疲劳裂纹扩展分析及寿命预测

基于断裂力学理论,利用有限元软件Abaqus和FRANC3D对产生裂纹的齿轮进行疲劳裂纹扩展。在齿轮上预置一定形状的裂纹,利用有限元软件计算裂纹前端的应力情况,并计算得出裂纹前端应力强度因子和扩展角度等;并进行下一步的扩展,预测裂纹扩展的轨迹,计算裂纹疲劳扩展速率,以此预测含有裂纹齿轮的剩余寿命。     

钻杆失效理论分析方法初探

从有限元分析构件裂纹周围的应力分布出发,导出钻杆中常出现的Ⅰ～Ⅲ型复合裂纹的失稳条件,通过编程计算了不同深度和不同倾角裂纹尖端处的应力强度因子,计算得到的临界裂纹深度可作为钻杆检测仪精度选择的参考,同时也为钻杆寿命评估提供了理论依据.     

钻杆疲劳断裂寿命分析

在Instron电液伺服机上对钻杆钢进行实验及数据处理的基础上,本文从理论上进一步分析了钻杆的断裂寿命,特别是最大挠度位置正处于钻杆薄弱部位(裂纹处)时,最易导致失效.本文一方面抽象了两种裂纹模型及相应的应力强度因子,另一方面借用材料力学和断裂力学导出了弯矩计算式及钻杆疲劳断裂的寿命表达式.对45MnMoB钢所制的φ50钻杆的寿命进行了估算,其结果是令人满意的.     

焊接结构疲劳性能仿真实验研究

分析目前焊接结构的研究状况,采用断裂力学的方法,对焊接结构疲劳性能进行评估,通过求解裂纹前缘应力强度因子,确定裂纹前缘的扩展速率,从而对焊接结构进行裂纹扩展实验。建立焊接结构的疲劳裂纹模型与裂纹前缘的奇异单元模型,实现仿真实验。发现不同的初始裂纹对焊接结构的疲劳寿命有着不同的影响,形状比大的裂纹扩展相对较快;应力强度因子随着裂纹的扩展有逐渐变大的趋势,但是变化逐渐缓慢。     

平板结构参数对裂纹应力强度因子影响规律研究

分析了用传统的强度理论设计方法来校核含裂纹体的构件强度存在的问题。重点研究了平板厚度和裂纹位置分布及尺寸对裂纹尖端应力强度因子的影响,结果表明:沿垂直方向应力强度因子分布呈现中间小两边大,提高构件沿裂纹扩展方向的长度,应力强度因子的分布呈现截止区与局部增大区,而提高构件沿垂直于裂纹扩展方向的长度,应力强度因子的分布只出现截止区,沿厚度方向应力强度因子分布规律呈现表层小于中心层,其裂纹尖端的扩展位移为椭圆形。通过裂纹多因素分析为工程构件的裂纹扩展断裂提供理论性的指导。     

乳化液泵阀座拉升器疲劳裂纹扩展有限元分析

基于线弹性断裂力学,采用有限元分析,对乳化液泵用阀座拉升器中疲劳裂纹扩展进行预测,获得Ⅰ+Ⅱ型(张开型+滑开型)混合型裂纹的等效应力强度因子,并应用到Paris公式中,从而求得裂纹扩展增量以及总的裂纹长度；混合型裂纹扩展方向角也可应用Ⅰ型(张开型)和Ⅱ型(滑开型)的裂纹应力强度因子计算得出.分析表明:在裂纹扩展前期,有限元裂纹扩展方向角约与拉升器螺杆轴线成45°的方向,与试验结果吻合度较高.     

大型焊接构件疲劳寿命评估系统

运用断裂力学有关应力强度因子理论，提出用断裂率Kt以及载荷率St为失效双判据的缺陷评定图对含裂纹焊接构件进行安全评定。以Paris公式为理论依据，对含裂纹焊接构件剩余寿命预测系统进行了设计和实现。该系统分为4个模块：数据采集模块、裂纹临界尺寸计算模块、FAD缺陷评定模块、安全评定结果输出模块。系统能够根据给定的数据对含裂纹大型焊接构件进行快速有效的评估分析、合理评价以及寿命预测。     

采煤机行走轮轴疲劳试验和仿真研究

以某型采煤机行走部的行走轮轴为研究对象,对该轴进行拉力工况疲劳试验,采用有限元仿真分析对标单个加载循环的应力结果,结果误差在8%;采用基于Ncode软件的疲劳仿真分析对标试验结果,结果较为接近,验证了有限元仿真模型和疲劳仿真模型的准确性。对行走轮轴结构进行优化以提高强度和寿命,采用有限元和疲劳分析对优化后结构进行了预测,应力大幅减小,寿命提高显著。     

大型矿用挖掘机动臂的裂纹扩展寿命预测

根据矿用挖掘机动臂的结构特点,通过ANSYS workbench对挖掘机动臂进行静力学分析,结合实际确定模拟裂纹的初始位置;利用动力学软件ADAMS对整个挖掘机挖掘过程进行刚柔耦合动态仿真分析,输出动臂危险位置节点的应力时间历程,确定最大应力σmax以及最小应力σmin;采用有限元方法在动臂结构表面模拟半椭圆裂纹的裂纹扩展,并获得不同裂纹尺寸的应力强度因子幅,拟合出其与裂纹尺寸的函数关系。依据疲劳裂纹扩展理论的Paris公式,获得挖掘机动臂的裂纹扩展寿命。     

基于AWE的连杆疲劳安全寿命预测的研究

连杆是内燃机的核心部件,其疲劳安全寿命直接影响内燃机的可靠性与安全性。以485Q型连杆为研究对象,采用ANSYS Workbench软件平台的DOE模块,对连杆进行力学分析,并在力学分析的基础上结合Miner线形累积损伤理论对连杆的疲劳安全寿命进行了预测,为连杆疲劳寿命估算提供了一种简单可行的方法,该方法结果精度高,且非常接近于实际工况。     

采煤机破碎装置锥销轴优化分析

基于疲劳寿命理论,利用ANSYS有限元分析软件,对采煤机破碎装置的锥销轴进行了疲劳寿命仿真。通过完善边界条件处理方式,保证仿真结果与实验结果一致,得到了该零件危险部位的应力及寿命安全系数。利用有限元优化模块与灵敏度方法相结合,对锥销轴的外形结构尺寸进行了优化,优化后锥销轴重量减轻了4.5%,疲劳使用率提高了61.4%。     

刮板输送机圆环链的疲劳寿命有限元分析

圆环链经过闪光对焊后弹性模量会发生改变,通过实验测得焊接处不同影响区的弹性模量后针对焊接处进行有限元分析。先在UG中建立圆环链及焊接处的模型,然后导入ANSYS中建立有限元模型并计算。最后利用FE-SAFE进行圆环链的疲劳寿命计算,并与实际断裂的圆环链进行比较分析,为以后圆环链的疲劳寿命分析和结构优化设计提供一定依据。     

ANSYS Workbench在球阀疲劳磨损分析中的应用

简要介绍了球阀疲劳磨损产生的原因和机理,以ANSYS Workbench有限元分析软件为基础建立了球阀密封模型,分析了球阀压力载荷的变化对阀体疲劳寿命所产生的影响,并提出了相应的改进措施和延长球阀使用寿命的方法。     

盾构刀盘关键部件疲劳寿命分析

通过试验得出试件的S-N曲线;利用三维建模软件Solidworks建立模型,并导入ANSYSworkbench中进行疲劳仿真分析;把仿真结果和实验结果进行对比分析,其结果具有较好的一致性。分析结果表明:有限元仿真分析可信度较高,对进一步研究疲劳寿命有一定的借鉴意义。     

螺旋式煤炭采样装置螺旋钻杆疲劳强度分析

 研究了螺旋式煤炭采样装置原理,建立了采样装置结构模型。针对采样装置中的螺旋钻杆建立了有限元模型,并将模型在ANSYS中作了虚拟疲劳仿真分析,得到了该螺旋钻杆的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。从而可以快速判断该零件的受力、可靠性及疲劳寿命等情况, 为进一步对类似螺旋钻杆的设计和结构优化提供了相关的参考依据,并且对预测目前服役中螺旋钻杆的剩余寿命有着重要的作用。     

电动轮自卸车车架的疲劳寿命预测

用通用的有限元软件计算出电动轮自卸车车架的结构参数,通过路面谱得出位移响应谱,根据几何关系和弹性关系再求出车架应力响应谱,采用Miner的线性累积损伤理论和功率谱法预测出车架的疲劳寿命。     

采用孔穴方法改变受载齿轮应力分布状态的研究

根据渐开线齿轮的齿廓方程,建立孔穴齿轮结构应力计算的有限元数学模型。在有限元分析的基础上,研究齿轮轮齿端面开孔对受载轮齿应力的影响。通过改变孔的大小、位置及数目来改变齿根应力的大小和分布状态,降低轮齿受拉侧齿根弯曲应力最大值,以延长齿轮的弯曲疲劳寿命。     

铰接式自卸车车架的疲劳寿命分析

以计算机辅助设计、有限元法和多体动力学仿真为基础,采用ANSYS/FE-SAFE对某铰接式自卸车的车架进行疲劳分析,获得该车架使用寿命及其疲劳安全系数等。分析结果表明,该自卸车车架的使用寿命与实际较为吻合,为车架结构的优化设计和进一步研究提供了参考依据。