自行火炮扭力轴疲劳寿命仿真研究

以某型自行火炮为研究对象，通过建立自行火炮的虚拟试验环境，实现了自行火炮虚拟行驶和扭力轴载荷历程的虚拟测试。建立了扭力轴有限元模型，与45CrNiMoVA材料的ε-Nf曲线共同构成了扭力轴疲劳虚拟样机，实现了扭力轴的疲劳损伤及寿命预测，为用户制订有效的技术保障方案提供了科学依据。     

疲劳寿命预测概况

本文对疲劳寿命预测的基本方法及研究动态作了简要综述。说明了针对不同的工程结构或零部件需要选取不同寿命预测方法的重要性。     

电弧喷涂修复曲轴多轴疲劳寿命计算

为了定量研究电弧喷涂修复后曲轴的疲劳寿命,对具有3Cr13 涂层的48MnV 材料进行 了拉伸实验,利用Baumel Jr. 和Seeger 提出的方法估算了该材料的循环疲劳特性参数,并将其应用 到电弧喷涂后修复曲轴的疲劳寿命评估计算中。通过动态仿真获取各连杆颈上的载荷,将其作为 曲轴的载荷,同时利用弹簧单元对主轴颈处的弹性支撑实际状况进行了模拟,相邻拐影响作为边界 条件,进行了有限元分析模拟。利用多轴损伤模型并分别采用正应变法、SWT-Bannantine、剪应变 法、Fatemi-Socie 法对曲轴的寿命进行了计算。对新的曲轴分别进行500 h、1 000 h、3 000 h 发动机 台架强化实验,然后将强化实验后的曲轴截成单拐并进行了单拐疲劳实验。实验结果与计算结果 吻合。     

车轮动态径向疲劳寿命预测

为解决汽车车轮安全使用性能和寿命要求的问题,对车轮动态径向疲劳寿命进行预测。建立车轮在径向 疲劳试验工况下的有限元模型,通过施加呈余弦函数分布的径向载荷,结合车轮的动态特性,运用nCode DesignLife 软件对其进行疲劳分析,预测车轮在径向疲劳实验时的疲劳寿命。研究结果表明：车轮的轮辐中部、内轮缘、轮辋 内胎圈座处和轮辋内侧是疲劳损伤的主要部位,可为车轮结构的进一步优化提供依据。     

基于随机有限元法的武器身管寿命预测

针对武器身管的寿命预测往往采用确定性有限元分析方法,但这种确定性解法不能正确反映实际情况下个别随机参数对身管寿命的不确定性影响。将某口径速射武器作为研究对象,基于随机有限元分析方法,利用瞬态动载荷身管温度场的计算结果,结合身管内膛径向磨损量计算经验公式,采用蒙特卡罗法求解,得出内膛径向磨损量的分布规律,利用MATLAB曲线拟合以及积分工具得出身管烧蚀寿命分布,从而为身管弹道寿命的设计提供理论参考。     

基于虚拟样机技术的履带车辆扭力轴载荷谱的编制

载荷谱是履带车辆可靠性设计和测试试验的重要依据.针对履带车辆研究中载荷提取困难的问题,文章采用虚拟样机技术模拟实验提取载荷.以某型履带车辆为模型,基于多体运动学研究建立了整车模型和测试系统,根据履带车辆实际应用情况设计任务剖面,模拟仿真提取载荷.利用雨流计数法得到载荷的均值、幅值直方图,用数理统计方法处理,得到可应用的八级载荷谱,可以为履带车辆疲劳寿命研究提供一定的参考.     

自行火炮行动系统关重件的疲劳寿命仿真

建立了某型自行火炮虚拟样机模型,仿真并获得了各典型行驶工况下行动系统关重件的载荷时间历程。以扭力轴为研究对象,对各单一工况下的二维随机扭矩载荷进行计数统计和分布检验,采用权系数法、概率密度推断法和最速下降法对载荷进行多工况的合成和扩展,获得了其全寿命里程二维设计谱。并通过有限元分析和名义应力法,运用MM( modified miner)法则和EM( elemental miner)法则对扭力轴进行材料疲劳特性修正和安全寿命预测,结果表明：MM法则更为合理一些,并认为扭力轴不萌生宏观裂纹的疲劳寿命为12 814 km．     

基于ABAQUS有限元分析的输送管疲劳寿命优化设计

采用有限元分析软件ABAQUS/Standard分析薄壁输送管传感器接管嘴与网套波纹管结构形式对输送管疲劳寿命的影响。仿真结果表明,将输送管传感器接头布置在靠近发动机端,有利于降低管接头处的振动响应,从而提高管接头的疲劳寿命;网套波纹管的局部结构对输送管的疲劳寿命有较大影响,通过优化局部结构,疲劳寿命明显提高,并经过了试验验证。     

随机载荷作用下扭力轴耐久性优化设计

利用多工况下扭力轴随机载荷时间历程,编制了8级扭矩谱;考虑材料性能、疲劳影响系数等因素的分散性,应用疲劳可靠性理论与方法,建立了耐久性分析模型,计算了疲劳寿命与耐久度。在此基础上,以车辆行驶6 000 km时扭力轴的耐久度作为目标,以刚度可靠性、结构尺寸等为约束,构建基于耐久度的结构优化模型;提出了以双循环策略处理耐久性目标、单循环策略处理可靠性约束的优化求解方法,既保证了目标的计算精度,又提高了优化计算的效率。优化结果表明：扭力轴在满足刚度可靠性等约束的条件下,耐久度得到明显的提高。     

坦克扭力轴刚性变化实验研究

分析了扭力轴刚性对坦克的舒适性和可靠耐久性的影响,阐述了随行驶里程的增长扭力轴刚性的变化。通过实验,对2种型号不同行驶里程的坦克扭力轴刚度变化进行了研究,得到了其变化趋势;实验结果表明:随行驶里程的增长扭力轴的刚性会降低,车辆悬挂性能下降,舒适性提高。     

供弹机传动轴刚度有限元分析

应用I—DEAS软件的有限元分析功能，对高炮自动机供弹系统的传动轴刚度进行了分析，同时讨论了提高传动轴刚度的方法并进行了验证计算。针对体单元节点没有转动自由度的局限，提出了一种施加Constrain单元准确输出实体结构任意一点角位移的方法。     

可重复使用运载火箭全寿命周期费用分析

对可重复使用运载火箭全寿命周期费用的组成进行了分析,建立了可重复使用运载火箭全寿命周期费用模型。基于此分析模型,分析了完全可重复使用运载火箭和一子级可重复使用运载火箭单枚单次发射平均全寿命周期费用随运载火箭发射次数的变化关系。结果表明,随运载火箭枚数与发射次数的增加,可重复使用运载火箭单枚单次发射平均全寿命周期费用显著降低,且当发射次数达到某一定值时,运载火箭单枚单次发射平均全寿命周期费用要低于运载火箭的制造费用;在可重复使用运载火箭全寿命周期费用中,降低操作费用在降低全寿命周期费用中不可忽视。     

轻型越野车车身骨架有限元分析

本文采用参数化变量技术建立轻型越野车车身骨架的有限元模型, 实现车身骨架映射网格的自动剖分, 所建模型能方便的修改结构和尺寸, 并可在短时间内对多种模型结构进行分析比较． 应用刚度敏感尺寸法能够迅速地找到结构刚度的薄弱环节, 在对整车骨架结构进行了有限元分析计算后, 根据分析结果提出了较好的结构改进方案．     

基于有限元分析的自动结弹技术研究

针对航弹装配效率低、质量不稳定等问题,基于高速自动装配及有限元分析等方法,对航弹装配技术进行研究。首先介绍了航弹自动装配系统的组成,然后采用高速自动插入技术对结弹机构进行设计,并基于有限元法对结弹过程中的弹塑性变形进行分析,最后对系统循环时间进行优化。分析结果表明：该系统能够提高航弹装配质量及生产效率,保证航弹装配生产的安全,实现了航弹高质量、高效率、安全的自动化装配。     

有限元技术在载货车辆车架分析中的应用

详细阐述了有限元方法在载货车辆车架结构分析中的关键技术应用,介绍了有限元方法在车架结构分析方面的主要研究课题,最后提出了该领域存在的一些问题.     

基于ANSYS的挠性接头有限元模型的建立

为了计算挠性陀螺仪扭杆细颈的刚度．采用大型通用有限元分析软件ANSYS进行分析．必须首先建立挠性接头的有限元模型。文中用ANSYS交互运行界面和APDL语言相结合的办法对挠性接头进行建模，简单地改变模型中的某些参数值就可以建立新的模型；采用拖拉法生成完整的网格模型，能够更好地控制单元形状。最后列举了一种宽度的挠性接头的静力和模态分析例子，证实了扭杆细颈受到应力最大是挠性接头的最薄弱环节。     

基于有限元的连杆形变分析

从连杆的使用角度出发,分析了连杆的结构特点。以ANSYS有限元分析软件为平台,对连杆轴承孔加工、缺口加工和连杆作为支撑件时三种情况的变形进行了有限元分析,得出了各种情况下的变形量,最后从设计要求入手,对各种情况产生的变形提出了解决措施。     

接触有限元技术在装甲车辆总体设计中的应用

装甲车辆主要通过螺栓实现各系统之间的连接安装,这种复杂系统中的接触应力分析目前仍然是有限元技术应用的难点.具体以典型部件装配为研究对象,研究接触有限元技术在三维部件装配体中的应用,为装甲车辆由单个零件的刚强度分析向系统级的刚强度分析探索新的思路.     

基于有限单元法的减速器箱体受力分析

减速器是重型装备传动装置中的主要部件,而减速器的箱体是齿轮系统的承载体,承受较大的负荷并产生一定的应力。箱体由于强度不足会出现裂纹,从而导致失效,因此如何在不大幅度增加重量的情况下提高箱体的刚度就显得非常重要。由于箱体的形状及受力都十分复杂,用传统的理论解析方法进行力学分析非常困难,针对该问题,采用有限元方法对箱体进行了分析。根据分析结果,找出箱体设计的薄弱环节,为减速器箱体的优化分析提供了依据。     

对称边界条件下轨道炮有限元／边界元仿真

基于deal．ii编写了电磁轨道炮有限元仿真程序,建立了拉格朗日运动坐标下电磁轨道炮的有限元仿真模型;通过使用有限元边界元耦合方法可以对电磁轨道炮的边界条件进行计算,而无需对轨道炮周边的空气划分网格,是一种处理电磁场边界问题的有效方法;但是,由于边界元方法,使用的是满秩矩阵,在三维情况下计算量大,利用轨道炮的对称性,使用对称边界条件,减少了参与计算的网格数目,从而减少计算量。