汽车钢板弹簧在不同摩擦系数下疲劳寿命研究

在钢板弹簧的结构设计中,疲劳寿命是评价其可靠性的重要指标.为了更准确地预估钢板弹簧的疲劳寿命,利用AN-SYS的非线性求解模块,建立了某载货汽车钢板弹簧的有限元模型,考虑到簧片间接触摩擦因素,首先分析了不同摩擦系数下板簧的等效应力;考虑到应力与疲劳寿命之间的关系,用Fatigue软件进一步分析摩擦系数对疲劳寿命的影响,并通过试验验证了分析结果的可信性.结果表明,随着摩擦系数的增大,钢板弹簧的等效应力降低,疲劳寿命增大.     

基于等效结构应力的铝合金地铁车体疲劳寿命预测

为评估某铝合金地铁车辆的疲劳寿命,采用美国ASME标准中的网格不敏感的主S-N曲线法对该车焊缝进行疲劳寿命预测.用HyperMesh对车体进行有限元建模,并对焊缝处网格细化;用ANSYS计算焊缝处应力;运用自主开发的FE-Weld软件对其进行等效结构应力的计算和疲劳寿命的预测;对疲劳寿命不符合设计要求的结构进行改进和优化,改进后结构的疲劳寿命符合设计要求.网格不敏感的主S-N曲线法具有重要工程应用推广价值.     

直升机尾减速器连接寿命的确定

按照新的适航规章确定直升机尾减速器连接寿命,并给出结构检查周期.利用有限元分析结合Miner线性累积损伤理论对结构连接按照设计目标寿命进行详细尺寸定义;利用结构疲劳试验结合Miner线性累积损伤理论给出结构连接寿命;载荷谱分别选用有限元计算疲劳载荷谱和实测疲劳载荷谱,同时按照相应的准则将材料的平均S-N曲线转换为计算安全S-N曲线和试验安全S-N曲线.     

基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测系统开发和关键技术

根据ASME标准的计算公式,开发基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测软件,其核心是采用网格不敏感结构应力及一条主S-N曲线的方法计算焊接结构的疲劳寿命.系统开发选用面向对象的VC++语言和OpenGL开发库;采用模块化程序设计的思想将系统划分为有限元定义模块、焊缝定义及结构应力计算模块、载荷谱管理及雨流计数模块、主S-N数据管理及疲劳计算模块等4个核心模块;开发专用的接口程序和三维交互界面.该软件系统已在我国轨道交通制造行业中得到良好应用.以某货车车体关键焊缝疲劳寿命计算为典型实例,用软件系统进行车体疲劳寿命评估,计算结果表明该货车焊缝满足设计要求,同时也证明该软件系统的实用性和高效性.     

基于名义应力法的弹性链型接触网疲劳寿命预测

针对高速铁路弹性链型接触网进行接触线疲劳寿命预测分析.利用ANSYS,采用直接积分法对弓网耦合系统进行动态仿真,得到接触线的应力时程;运用雨流计数法得到离散的应力循环,采用应力修正算法得到平均应力为零的疲劳应力谱;通过简化方法估算获得材料S-N曲线,从而计算得到疲劳破坏次数;最终运用线性累积损伤理论预测接触线的疲劳寿命.对比分析接触线不同位置的疲劳寿命值,结果表明:接触线每跨疲劳寿命趋势一致;每跨在吊弦处和定位点处疲劳寿命较低,其中寿命最低值出现在左侧第一根吊弦处,疲劳寿命最低值为20 a左右.结果可为高速铁路弹性链型接触网接触线的实际施工维护和更换周期的确定提供参考.     

基于模态应力恢复的轿车发动机舱盖焊点疲劳寿命分析

建立汽车发动机舱盖焊点有限元模型,并将分析结果与试验模态对比,验证该有限元模型的准确性.分别采用准静态法和模态应力恢复法得到焊点的应力-时间历程;基于Palmgren-Miner线性损伤累积准则和S-N曲线对比评估焊点疲劳寿命,并在模态应力恢复方法中考虑截止频率和结构阻尼对焊点疲劳寿命的影响.与虚拟台架试验的对比结果表明：准静态预测的焊点寿命大于试验寿命,截止频率为200 Hz且结构阻尼为0.06的模态应力恢复结果与试验结果较吻合.基于模态应力恢复法优化设计的发动机舱盖通过耐久路试.     

基于三参数威布尔分布的自动调整臂服役可靠性研究

作为汽车制动系统关键部件的自动调整臂,其服役可靠性关系到汽车行驶的安全;通过疲劳试验分析自动调整臂零部件失效的可能性,试验结果表明:矩形压簧及螺旋压缩弹簧是影响自动调整臂失效的关键部分;利用MATLAB分析试验数据,可知自动调整臂疲劳寿命服从三参数的威布尔分布,文中结合竞争性故障模型对自动调整臂的服役可靠性进行分析,基于该模型采用最小二乘法及最大相关系数法对试验中的寿命数据进行参数估计；实例分析表明,该法的原理简单,方便实用,结合竞争性故障模型的威布尔分布能准确真实地反映自动调整臂疲劳试验数据的统计特性,具有较好的工程应用价值。     

高速履带车辆扭杆弹簧疲劳寿命的数值计算

由于在分析高速履带车辆扭杆弹簧疲劳寿命的过程中传统方法采用静态最大载荷计算不能考虑动态载荷的影响,以多柔体动力学和有限元模态应力分析法为分析手段,通过数值仿真计算得到不同载荷作用下履带车辆扭杆弹簧的应力时间历程曲线．依据Miner线性损伤累积理论,结合车辆行驶环境和行驶工况的分配比例和扭杆弹簧材料特性曲线,采用Goodman法和Gerber法2种等效应力修正方法,对扭杆弹簧的疲劳寿命进行分析和预测,其计算结果表明Goodman法比Gerber法保守,两者之间的预测结果相差约7倍．该研究为设计阶段履带车辆关键零部件疲劳寿命预测提供可行的分析方法．     

大功率柴油机连杆疲劳试验和数值模拟

对某型大功率柴油机连杆进行疲劳强度试验,观察连杆断口的微观形貌,分析连杆断裂的主要影响因素.试验结果表明:连杆杆身的残余压应力通常会使疲劳裂纹萌生在构件次表层,具有高平均应力水平的连杆小头对表层夹杂缺陷更加敏感.运用三维有限元数值计算方法和疲劳寿命预测理论,对连杆疲劳耐久性试验进行数值模拟.连杆疲劳试验与虚拟疲劳寿命预估结果的比较表明,基于材料S-N曲线的疲劳寿命预估方法在一定程度上能对疲劳试验中连杆破坏的薄弱部位和疲劳寿命进行模拟与预测.     

基于主S-N曲线法的T形接头疲劳评估和试验验证

以T形焊接接头为研究对象,将可能发生疲劳破坏的焊趾截面和焊喉截面的节点力转换为相对于中面焊线的等效节点力和弯矩,并利用平衡等效原理转化为线力和线弯矩,基于材料力学公式求出截面的结构应力,解决应力对网格尺寸敏感的难题。从焊缝疲劳破坏的机理出发,基于Paris断裂力学公式推导以等效结构应力为变量的一条主S-N曲线,评估焊缝的疲劳寿命。分析结果发现：采用主S-N曲线法评估的寿命与试验值最接近且破坏位置准确,该主S N曲线法准确性较高。     

基于功率谱密度的结构随机疲劳寿命仿真

利用MSC．Patran、MSC．Nastran、MSC．Fatigue软件,通过对某设备的弹簧片结构进行强度和疲劳寿命分析,详细地探讨随机振动疲劳仿真分析技术的流程及实现过程：即首先对结构进行频率响应计算,得到弹簧片的传递函数,再将此传递函数与输入的功率谱相乘．获得弹簧片的应力功率谱密度,再结合材料参数,选择合适的疲劳损伤模型,利用频域方法计算结构的疲劳寿命。通过对真实结构进行的随机疲劳试验证明仿真所得结果与试验结果处于同一量级,仿真的结果真实可靠。     

基于主S-N曲线法的地铁制动箱焊接疲劳分析

为研究地铁车辆制动箱焊接接头的疲劳寿命,根据实际结构建立4节点壳单元有限元模型,给出搭接焊和T型焊的焊缝建模方法.在3种振动工况下,运用主S N曲线法计算焊缝的等效结构应力和对应损伤比.结果表明：该地铁车辆制动箱焊接结构设计合理可靠;通过与实体单元模型计算结果进行对比证明壳单元模拟焊缝的合理性;在不同尺寸单元下对比2种疲劳评估方法,结果表明名义应力法预测疲劳寿命的准确性较低.     

基于Python的Abaqus二次开发在空间可展单簧片结构仿真分析中的应用

针对不同型号簧片结构分析需重复进行建模和网格划分等工作的问题,基于Python对Abaqus的前后处理模块进行二次开发.通过增设特定的窗口和命令,形成专门针对空间可展单簧片结构分析的仿真模块和后处理程序.建立一套由几何参数和材料参数直接生成模型,可进行空间可展单簧片结构弯曲过程力学性能分析的系统.该系统为用户提供简单、快速的建模途径和自动化的后处理功能,使得空间可展单簧片结构的力学性能分析变得更加高效.     

非直线排列剥叶元件的疲劳寿命分析

阐述了整杆式甘蔗收获机械非直线排列剥叶元件疲劳分析的总体思路．利用计算机仿真分析的方法分析了剥叶元件装夹参数及其注塑加工过程中产生的缺陷对元件寿命的影响，提出了不同工况剥叶元件疲劳分析的有限元计算模型．通过仿真分析，方便、快捷地得出剥叶元件疲劳寿命预估值，并用试验证明了其有效性．     

基于HyperMesh的工程爆破模拟前处理优化

为提高工程爆破模拟前处理工作的效率、改善爆破设置方法，基于HyperMesh二次开发技术，结合爆破工程学专业知识，利用TCL/TK语言编写爆破前处理工作插件。该插件支持用户根据爆破工程实际情况设置炸药起爆位置、炸药种类和炸药当量，融合LS DYNA多物质流固耦合技术，使传递冲击波的介质与爆破物体间能够在单元非共节点状态下传力。该插件使用图形化界面进行多起爆点设置和起爆点参数修改，采用介质有限元网格自动划分技术优化HyperMesh的爆破边界条件设置。应用该插件优化HyperMesh工程爆破的前处理工作，既能保证结果的准确性，又能减少爆破前处理设置的复杂操作、提高工作效率。     

基于S N和FKM标准的橡胶元件疲劳寿命预测方法

疲劳寿命预测是橡胶元件设计的核心技术之一.基于Abaqus和S-N技术以及FKM标准成功实现橡胶悬架弹性关节疲劳寿命的预测.该预测方法也为类似橡胶弹性元件的疲劳寿命评估提供一种尝试和设计思路.