直线滚动滚子导轨寿命分析

采用专用实验设备对直线滚动滚子导轨进行加速实验,对实验结果进行2个参数和3个参数的韦布尔分布以及对数正态分布的对比分析。结果表明:引入最小寿命值γ,采用韦布尔斜率m=27/20,负载寿命指数10/3的3个参数的韦布尔分布拟合性最佳,对数正态分布其次,2个参数的韦布尔分布最差;在实际使用中,直线滚动滚子导轨疲劳剥落通常发生在滑块滚道直线段与反向器交界处偏直线段一侧;理论计算的额定动载荷与实验值吻合度很高。     

直线滚动导轨预加载荷与精度均化关系的研究

分析了滚动直线导轨在承受工作载荷时预加载荷对钢球刚性、钢球载荷分布状态的影响.并通过实验进一步研究了预加载荷与精度均化的关系.结果表明:预加载荷可以有效地提高钢球的刚性,改善滑块内钢球载荷分布,使得钢球弹性变形量显著地减小,从而减小了滑块的偏移量,提高了工作台的行走精度.随着预加负荷的增大,精度均化的能力也随之提高.     

滚动直线导轨的受力分析与载荷计算

简要地叙述了滚动直线导轨副的应用场合,阐明了直线滚动导轨副的工作原理,并以滚动体为滚珠的单个滚动直线导轨副为分析模型,分析了滚动直线导轨副的内、外载荷的分布状态,建立了求解直线滚动导轨副在外载荷作用下的弹性变形的数学模型,通过此数学模型,可根据外载荷的大小求解出各滚动体所受的载荷,并求出各滚动体的弹性变形量,继而推导出整个滑块的弹性变形量,其结论对滚动直线导轨的运动精度和寿命计算提供了理论依据.     

直线滚动导轨预加负荷的应用研究

文章在对滚动直线导轨承受负荷时的受力情况进行分析的基础上，研究了预加负荷对钢球刚性的提高，钢球负荷分布状态的改善。不过，过大的预加负荷也会对直线滚动导轨的寿命以及精度均化产生不良的影响。     

基于改进的动载荷分布方法的角接触球轴承磨损计算研究

针对固体润滑角接触球轴承的润滑磨损寿命无法精确预测问题,提出一种更为准确的基于动载荷分布的磨损寿命计算模型,并考虑内、外圈载荷同时作用下的动载荷分布。建立内、外圈和滚道之间的动载荷计算模型,更准确地表征角接触轴承运动接触特性,同时将轴承整个零部件的动载荷分段计算方法与磨损计算模型相结合,建立考虑轴承整体接触区动载荷分布下的磨损模型,为轴承承载运行下的磨损寿命机制分析提供参考。     

电潜螺杆泵传动轴多载荷作用力学特性与疲劳寿命分析

分析电潜螺杆泵举升过程传动轴断轴部位应力分布及疲劳寿命对提高传动机构可靠性和保障电潜螺杆泵连续稳定运行具有重要意义。针对传动轴断轴部位，提出传动轴多载荷作用力学特性分析和疲劳寿命预测方法。数值仿真和现场测试分析结果表明：各载荷单独作用时，销孔应力较大区域沿径向条状分布且应力分布较均匀，内螺纹应力较大区域沿径向自上向下逐渐减弱，且最大应力受扭矩作用最大而受狗腿度产生的弯矩作用最小；各载荷组合作用时，轴向力对销孔和内螺纹应力分布影响最大，且最大应力均小于许用应力而推断两处断轴原因不是超载导致的脆性断裂；内螺纹处疲劳寿命明显小于销孔处疲劳寿命，为传动轴优化设计提供依据。     

变幅载荷作用下点焊焊接接头的疲劳损伤

对拉剪点焊试样进行了多级变幅疲劳加载,载荷块分别为低-高、高-低和低-高-低形式,测量了疲劳破坏过程中的固有频率.基于疲劳寿命试验结果和固有频率随疲劳寿命的变化,分析了点焊结构疲劳损伤累积的特点和加载次序对疲劳寿命的影响.结果表明,载荷块形状,即加载次序对疲劳寿命的影响并不明显,使用线性疲劳累积损伤理论预测的疲劳寿命接近实际疲劳寿命.依据固有频率的变化,可以监测疲劳寿命过程中出现的损伤,并确定损伤的程度.按照损伤力学中损伤随寿命的演化规律,可进行疲劳寿命预测,寿命预测结果与试验疲劳寿命吻合较好.     

联合外载荷作用下角接触球轴承内部载荷分布和变形的数值迭代计算

为了研究联合外载荷作用下球轴承的内部载荷分布和变形特性,提出一种基于赫兹接触理论的数值迭代计算方法.以角接触球轴承为对象,考虑在预紧力、轴向力、径向力等联合外载荷工况条件下内外圈滚道接触角的变化,以及滚珠载荷分布、载荷大小随接触角的变化,利用滚道接触角与滚珠载荷之间的关系式进行数值迭代求解,来寻找轴承受载后内部的平衡状态.通过与典型有限元分析结果的比较可以看出:所提方法不仅详细计算出了轴承内部的载荷情况,而且更为准确地分析了联合载荷对轴承变形的影响机制.搭建了模拟联合外载荷工况的轴承试验台,测量了轴承的变形,验证了该方法的正确性.     

基于Pavlou方法的焊接结构疲劳寿命预测

变幅载荷作用下的疲劳寿命预测一直是焊接结构完整性评估的重要内容.基于Pavlou提出的疲劳损伤区概念,采用BS7608标准中推荐的S-N曲线,运用有限元热传导分析技术,提出了一种焊接结构疲劳寿命的预测方法.针对承载型十字焊接接头、非承载型十字焊接接头和对接焊接接头,开展了二级变幅载荷谱块的拉伸疲劳试验,分别采用Miner模型、M-H模型和Pavlou方法估算了试件的疲劳寿命.结果表明,Pavlou方法的预测精度明显高于其它2种模型,预测寿命与试验寿命误差散射图中数据点的分布形态更加合理,验证了Pavlou方法的精确性和有效性.进一步讨论了焊接接头S-N曲线存活率对疲劳寿命预测精度的影响,提出2.3%存活率可以获得较为满意的预测结果.     

变幅载荷下摩擦焊接头疲劳寿命的分布及模拟

试验研究并分析了45钢摩擦焊接头切口件恒幅载荷下的疲劳性能,表明其疲劳寿命结果可很好地表示当量应力幅的函数,即Ni=C[△σ∧2/（1 n）eqv-(△σeqv)∧2/(1 n)th]∧-2,表达式中疲劳抗力系数C和疲劳门槛值（△σeqv)th服从对数正态分布。根据C和（△σeqv）th的物理意义及概率分布,可知疲劳试件个体间的差异可以由C、（△σeqv)th来区别,而疲劳试验结果的随机分散性产生于试件个体间的差异,据此提出了一种新的模拟45钢摩擦焊接头切口件变幅载荷下疲劳寿命试验及其分布的方法,给出了相应的模拟计算步骤,模拟结果与试验结果进行了比较,结果表明,45钢摩擦焊接头切口件在变幅载荷下的疲劳寿命分布的模拟结果服从对数正态分析,并与试验结果符合得很好。因此该模式方法可用于摩擦焊接结构的疲劳可靠性分析,从而节省大量的人力、物力。     

滚柱直线导轨副滚动体结构改进设计及其性能试验

在对滚柱直线导轨副滚柱进行线接触应力与变形理论分析的基础上,重点研究不同结构滚柱的接触应力分布。利用数值计算和有限元仿真,对相同静载荷下不同滚柱端部压力奇异分布进行数据对比,以优化滚柱结构设计。结果表明：圆弧修形滚子结构不但可以减小应力集中,而且能保持导轨副的刚性。优化后LZ45型滚柱直线导轨的性能优于优化前导轨的性能。     

基于弹簧刚度法的螺栓分布研究

螺栓组载荷分布不均是齿轮齿条钻机产生振动甚至损坏的重要原因之一。工程中,螺栓连接点常常会受到复杂的时变低速重载,螺栓组容易因载荷分布不均而发生断裂,从而影响钻机的稳定性。为研究不同螺栓分布情况下螺栓组所受应力情况,通过建立多螺栓连接的力学模型对螺栓载荷分布情况进行分析,并在此基础上考虑结构复杂的连接件提出一种多螺栓连接载荷计算方法。设计并进行了试验研究和有限元分析,通过对比其结果,验证了计算方法的准确性。基于提出的理论计算方法,给出载荷作用下螺栓剪切应力的分布规律,对比了螺栓均匀分布模型和非均匀分布模型的剪切应力分布特点,结果发现非均匀螺栓分布的承载分布均匀性要优于均匀分布的螺栓。     

Bandsawing. Part III: stress analysis of saw tooth microgeometry

This article presents a stress analysis of a saw tooth. The analysis aims to determine the stress distribution for various egde load and varying microgeometry. The analysis is performed on a three-dimensional finite element model representing the tip of a saw tooth. The 3D model makes it possible to model the load distribution and study stress distributions across the width of the teeth with a sufficient accuracy. The FEM calculations are based on experimental measurements of the individual cutting forces during bandsawing. The previous studies of nonuniform contact relationships on the rake face is used when modelling the load distribution.     

基于三种群粒子群差分进化算法的热连轧粗轧负荷分配优化

在高强度带钢的生产过程中,粗轧中间坯的板形对精轧生产的影响越来越明显,主要表现为中间坯实际凸度和精轧入口预报凸度偏差过大而导致精轧凸度分配不合理。采用三种群粒子群差分进化寻优算法,以粗轧中间坯凸度最优为主要目标,对粗轧负荷分配进行了优化设计,实现了负荷分配优化设定。并对理论计算和现场实际生产数据进行了比较,在粗轧进行负荷分配优化可以明显降低中间坯凸度,保持凸度控制的稳定性。这说明通过优化负荷分配设定来控制中间坯凸度具有明显的效果和可行性。     

司机操作特性对挖掘机主泵压力的载荷特性的影响

载荷谱是挖掘机系统和部件寿命预测和可靠性分析的数据基础,载荷特性的差异对寿命预测和可靠性分析结果影响很大。司机操作特性是影响载荷特性,特别是载荷集中位置和波动程度的重要因素之一。通过采集3名司机操作下的挖掘机液压系统主泵压力载荷数据,并进行载荷处理和载荷分段提取挖掘段载荷,得到每名司机操作下载荷数据的均值和标准差,通过拟合图法和K-S检验法验证载荷特征值的正态分布特性,并基于显著性差异理论分析了3名司机操作下载荷特性的差异性,证明了司机操作特性对载荷特性影响的客观性,为重视工程机械领域人为因素对载荷特性的影响提供了理论依据。     

桩土系统分布参数的正反演理论与应用

根据静力学理论提出了分层非均匀土质、变截面和非均质桩身的复杂桩土系统在外荷载作用下，桩身位移满足的微分方程和边界条件，推导了线弹性和弹塑性条件下的微分方程解析解。在已知桩土力学参数的条件下，可以计算不同桩顶沉降下对应的荷载大小与桩身相应的内力、摩擦阻力和端承力大小，以及桩底的位移值；也可根据实测的若干个静荷试桩数据，通过作理论计算与实测曲线拟合分析处理，确定桩土系统的力学参数，然后进一步分析桩的受力机理。工程桩静荷试验和内力测试研究结果表明，理论分析的桩底位移和实际试验的残余沉降值比较吻合，计算的桩身内力与实测内力对应性较好，特别是利用４０００ｋＮ的静荷载试验结果进行反演拟合处理求得的桩土系统特性参数，推算外荷载为５２００ｋＮ对应的桩顶沉降值和桩底位移值，与实际５２００ｋＮ静荷载试验的结果很相近。     

超音速等离子NiCr/Cr3C2涂层的接触疲劳寿命

采用超音速等离子喷涂技术在45钢基体上制备了NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层,使用球盘式接触疲劳试验机对涂层进行不同载荷条件下的接触疲劳试验。采用范—蒙特福特假设检验验证涂层的疲劳寿命数据,发现其符合Weibull分布,随后建立Weibull失效概率图。通过该图可以直观的得到在同一工作条件下,涂层任意循环次数的失效概率,同时可以在一定范围内,预测某一工作载荷下涂层的接触疲劳寿命。该方法在试验数据较少的情况下,较为精确的表征了涂层的接触疲劳寿命,有效的提高了试验效率,节约了试验成本。     

随机载荷下滚动轴承系统疲劳可靠性分析

传统的轴承疲劳寿命可靠性研究主要是在稳定载荷条件下对单个轴承寿命可靠度的研究。基于概率Miner累积损伤理论,推导随机载荷下滚动轴承的疲劳寿命及可靠性计算公式,并针对滚动轴承系统阐述随机载荷下各轴承的失效相关机理。根据载荷离散化思想,运用随机事件的全概率公式,推导随机载荷下滚动轴承系统的疲劳可靠度计算公式。该公式考虑了系统各轴承的失效相关性,可更客观地描述系统寿命与各设计参数的内在关系。算例以并联行星齿轮轴承系统为分析对象,运用随机载荷下滚动轴承系统的疲劳可靠度公式得到合理结果。新模型与方法可为滚动轴承系统寿命评估与可靠性分析提供理论依据。