工程塑料齿轮疲劳寿命有限元分析

采用有限元方法对超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）工程塑料齿轮无缺陷情况和存在不同程度熔接痕缺陷情况的疲劳寿命进行了分析,得出了利用ANSYS对工程塑料齿轮疲劳寿命进行分析的方法,以及上述情况下的疲劳寿命。采用了符合实际啮合情况的接触模型与裂纹模型,首先得到了在正常工作情况下齿轮最容易发生疲劳处的节点应力,然后通过输入S-N曲线,并采用Miner疲劳积累理论对应力最大处的节点进行疲劳分析。ANSYS疲劳分析结果表明：熔接痕缺陷的位置对该材料齿轮的疲劳寿命有较大影响。     

某直升机复合材料桨叶疲劳试验提前失效分析

某直升机旋翼桨叶疲劳试验考核中发生蒙皮断裂,寿命远低于设计要求。分析表明蒙皮模压质量、泡沫对接缝对蒙皮应力影响较小,不足以造成桨叶疲劳试验的提前失效。通过有限元模拟发现蒙皮厚度不均匀导致的应力集中是疲劳试验提前失效的主要原因。采用改进后的旋翼桨叶完成另外两件疲劳试验。依据有限元分析计算出应力集中系数,结合第一件试验结果得到的疲劳极限与第二件、第三件疲劳试验的疲劳极限基本吻合。从试验、计算两方面均证明结构应力集中是疲劳试验提前失效主要原因。     

转K6型摇枕结构应力的有限元仿真

摇枕是薄壁复杂构件,是转向架关键部件之一,其有限元仿真准确性对于疲劳寿命分析具有很大的影响。文章以转K6摇枕为对象,基于摇枕静载试验和实测结果,分别构建了多个不同接触系数的有限元模型,分析了接触条件对测点计算应力的影响。结果表明,转K6摇枕结构应力的有限元仿真中,接触条件的摩擦系数的影响明显,其最佳摩擦系数取值为0.4。     

基于断裂力学的立式杀菌锅全寿命疲劳分析

目的:研究一种新型立式杀菌锅在热机循环载荷下的疲劳强度,特别是在锅体出现裂纹后的剩余疲劳寿命以及影响杀菌锅疲劳裂纹扩展的因素.方法:从杀菌锅结构完好的设计疲劳寿命和有裂纹后的剩余疲劳寿命两个方面对其进行全寿命疲劳分析.采用Workbench分析杀菌和3种循环载荷下杀菌锅的力学特性;基于SGN曲线研究杀菌锅在3种交变应力下的设计疲劳寿命;基于断裂力学原理研究初始裂纹尺寸、压力、温度对有裂纹杀菌锅应力强度因子和剩余疲劳寿命的影响.结果:此类立式杀菌锅的设计疲劳寿命为5×10⁵次,满足设计需要且有一定安全余量;基于断裂力学分析得出杀菌锅裂纹尺寸寿命曲线,对含缺陷杀菌锅剩余寿命进行预测,具有一定创新性.结论:使用过程中应关注锅体内部裂纹的产生和扩展情况,可以根据试验提出的方法对杀菌锅裂纹缺陷进行强度分析和寿命预测.     

椭圆方程式的多轴疲劳寿命预测模型

建立一种椭圆方程式的多轴常幅疲劳寿命预测模型,该模型采用临界平面概念,以临界平面上的最大切应变幅和法向应变程作为基本参数,并引入最大等效应力来考虑非比例循环附加硬化的影响.埘该模型的理论分析表明,在单轴拉伸及单轴扭转应力状态下该模型能退化为常规的疲劳应变寿命模型,具有很好的兼容性.采用现有的304小锈钢和S45C钢材料的多轴疲劳试验数据对该模型及其他儿种经典的多轴疲劳寿命模型进行寿命预测分散带及标准差的对比,结果显示该疲劳寿命预测模型的寿命分散带和标准差最小.分析表明,所建市的疲劳寿命预测模型可同时适用于多轴比例与非比例循环加载,且具有较小的寿命分散带和标准差,预测精度高,材料适用范围较广,计算方便可行.     

基于疲劳强度分布假设的P-S-N曲线模型

疲劳寿命服从对数正态分布的假设在应力水平趋于疲劳极限时不合理,为描述这一区域的P-S-N曲线,假设疲劳强度服从正态分布,将普通试验点看作破坏寿命下的疲劳强度,将升降法中的对子应力作为给定寿命下疲劳强度的样本值,基于极大似然法原理提出了一个新的P-S-N曲线模型。对几组金属材料的疲劳试验数据进行统计分析,结果表明该模型对中长寿命区和疲劳极限附近的P-S-N曲线拟合效果较好,且对疲劳试验方法没有限制。     

基于欧美压力容器规范的开孔接管结构疲劳寿命研究

针对金属结构失效中,超过80%都是由疲劳引起的现象,以压力容器中的开孔接管结构为例,用ANSYS软件对其进行弹性和弹-塑性分析。根据有限元分析结果,分别采用ASMEⅧ-2规范和EN 13445规范中的方法进行疲劳评定。比较各种疲劳设计方法得到的许用循环次数与试验寿命,讨论异同和适用性。结果表明:规范中的疲劳评定方法预测的寿命都小于试样的实际寿命。ASMEⅧ-2弹-塑性分析法和EN 13445详细评定法得出的疲劳寿命最接近实际值。     

车载高压天然气钢瓶的结构优化

文章对34CrMo4钢质车载天然气气瓶进行了水压爆破试验和水压疲劳试验,运用有限元软件ANSYS分析了气瓶的爆破压力与疲劳寿命。并通过ANSYS的优化模块对气瓶进行了结构优化设计。分析结果表明文中的计算方法准确,可作为工程上CNG气瓶结构设计时的参考方法。     

某重型车驱动桥后桥壳疲劳强度分析

针对重型驱动桥桥壳在截面形状过渡处容易产生裂纹甚至断裂的问题,首先用proe对某重型车驱动桥桥壳结构进行几何建模,并基于ANSYS workbench对其进行几何模型简化,完成有限元模型的建立。根据重型车的实际工作状况对有限元模型施加脉冲动态载荷仿真得出其疲劳特性云图,观察分析桥壳不同位置疲劳寿命情况,为桥壳的结构设计提供参考。     

飞机静力/疲劳试验技术分析

飞机静力/疲劳试验是飞机研制中不可或缺的环节,是对飞机强度、结构寿命与可靠性进行评定结论的重要依据。试验通过研究试验件的支持与约束、试验载荷的简化与优化、试验载荷的施加与控制、试验数据的测量与采集、试验损伤的检测与监控等方面,确保试验顺利实施。文章结合飞机静力/疲劳试验技术的发展,对试验相关技术和方法进行了分析。     

JAT610织机综框边杆的疲劳分析

针对JAT610织机综框边杆的非正常断裂,用ANSYS有限元软件进行应力分析,结合应力实测的结果,对边杆的疲劳寿命进行分析计算,找到了疲劳寿命不足的原因并对结构进行了改进以延长结构的疲劳寿命,经企业实际应用,取得了良好的效果。通过分析指出,高速运转机构的应力集中导致的疲劳对机构的寿命产生很大影响,减少最大应力和应力幅度能有效地延长机构的寿命。     

中空超扁平系列谐波减速器柔轮应力与疲劳寿命

针对目前中空超扁平系列谐波减速器在运行过程中,存在柔轮易发生疲劳损坏,其疲劳寿命严重制约着谐波齿轮减速器的使用寿命等问题,课题组基于有限元仿真软件Hyper Mash,研究了中空超扁平系列谐波减速器柔轮的应力特性和疲劳寿命;并分析载荷、齿长、齿厚和柔轮高度等参数对应力和疲劳寿命的影响。研究结果表明载荷是影响柔轮疲劳寿命最主要的因素。该研究可为后续机械结构优化提供参考。     

剪叉式高空作业平台剪叉臂疲劳寿命分析及预测

疲劳破坏是剪叉式高空作业平台剪叉臂的主要失效形式之一。用有限元分析软件建立剪叉臂的有限元模型,对其进行静力强度分析,得出剪叉臂在服役中的应力集中区域,再通过设置监测点测试剪叉臂不同位置处的应力状态。结果表明,在剪叉平台开始上升的初始时刻,剪叉臂最大应力发生在靠近油缸支耳下端铰接孔处,说明升降液压缸的驱动力对剪叉臂强度影响很大,且测试结果与仿真结果具有较好的一致性。通过名义应力法并结合材料的疲劳寿命曲线,对剪叉臂结构的疲劳寿命进行预测,为剪叉式高空作业平台的可靠性设计和结构优化提供依据。     

影响不锈弹簧疲劳性能因素分析

汽车门锁用WPBφ0.80 mm不锈弹簧在做锁体寿命试验时,同批次寿命差异较大。对疲劳寿命为28723次的弹簧断口进行分析,弹簧表面出现纵向裂纹;对原料晶粒度进行测定,疲劳寿命为17万～18万次的原料晶粒度为6.5级,疲劳寿命约23万次的原料晶粒度为9级。通过采用新旧模具生产的弹簧钢丝加工成扭簧后,疲劳寿命分别约24万次和22万次。采用酸浸试验加强对原料的检测,选择细晶粒原料,提高模具质量等措施可有效提高扭簧的疲劳寿命。     

基于ANSYS软件的16MnR钢疲劳裂纹扩展分析

针对16MnR材料,基于ANSYS软件的有限元方法对CT试样进行疲劳裂纹扩展模拟,并与试验结果进行对比,研究了16MnR钢的疲劳裂纹扩展速率。这一方法对工程中利用有限元方法计算裂纹扩展速率具有重要的实际意义和应用价值。图6表1参10     

一种角磨机转子轴疲劳寿命及可靠性研究

对一种角磨机转子轴在极端载荷条件工作时的疲劳寿命及可靠性进行了仿真研究。采用Creo建立有限元分析模型,导入ANSYS Workbench对转子轴各个危险截面进行应力分析;采用线性疲劳损伤理论,输入材料40 Cr的S-N寿命曲线,基于疲劳分析模块Fatigue tools对转子轴进行疲劳寿命预测;采用正态概率密度函数为疲劳可靠性的密度函数,进行疲劳可靠性分析;基于模态进行了谐响应分析。结果表明:最大应力部位及危险部位位于转子轴输出端轴承端面过渡圆弧区域,最大应力为226.19 MPa,疲劳寿命约为1.8×10~9周次,可靠度为99.42%,转子轴的静强度、疲劳寿命均满足设计要求,可靠性高及谐响应引起的振幅极不显著。     

钢丝的疲劳强度与疲劳寿命

采用制绳钢丝样品，测定其疲劳寿命和疲劳强度；利用成组试验法和升降法，在用数据统计分析和处理实验结果的基础上，绘制出钢丝的存活率—应力—寿命曲线；讨论钢丝具有较高存活率的疲劳寿命的安全性，进一步探讨钢丝安全疲劳强度在Ｐ—Ｓ—Ｎ曲线上长寿命区的应用，补偿了靠成组试验法很难测定该区疲劳寿命分布的缺点。     

焊点直径对PBGA焊点热疲劳寿命的影响研究

采用ANSYS有限元软件,对微电子封装PBGA器件在热循环载荷下的可靠性进行研究。建立PBGA封装模型,其中焊点采用的是粘塑性材料模型的,其他的PCB板、Cu焊盘、基板、芯片、环氧树脂采用线弹性的材料属性。结果给出:关键为在芯片边缘的右下方,关键节点位于关键焊点的右上角。采用Coffin-Manson模型来预测PBGA焊点的疲劳寿命。分析焊点直径对整个PBGA封装寿命影响,0.8mm直径焊点的寿命值最大,其次是直径为0.84mm的PBGA焊点,直径为0.88mm的PBGA器件焊点寿命值最小。研究结果为工业中的电子封装设计提供理论依据。     

高压容器筒体与封头连接区的疲劳计算

在高压容器筒体与封头连接区,由于几何形状的不连续容易产生应力集中并伴随有疲劳现象,因此对此类部件进行疲劳寿命评估是分析设计的一个重点。文章首先利用有限元软件对该结构进行了计算,结果显示在过渡段与筒体的连接处应力值最大。并针对该应力条件,参照JB4732-95对该部件进行了疲劳计算。最后通过有限元结构疲劳分析加以验证。图4表1参11     

钢质滑轮硬度对6×19W+IWR钢丝绳疲劳寿命的影响

介绍影响钢丝绳疲劳寿命的因素。通过试验,研究钢质滑轮硬度对6×19W+IWR钢丝绳疲劳寿命的影响。介绍试验的原理及过程,采用曲柄连杆短行程单弧段的试验机检测钢丝绳的使用寿命,试验滑轮选取不同材质、不同热处理方式及不同绳槽底部硬度,在额定试验载荷为14.62 kN、钢丝绳往复行程为450 mm、滑轮与钢丝绳直径比为28.3等试验参数下得到的试验结果说明:滑轮绳槽表面硬度过低和过高,均会降低钢丝绳使用寿命,一般将绳槽表面硬度HRC值控制在30~50为宜。