宽带随机振动疲劳寿命的频域分析与试验对比研究

介绍了几种常见的宽带随机振动疲劳寿命频域估算方法,包括P.H.Wirsching窄带假设法,Dirlik法,Bi-modal法和简化的Bi-modal法等。并专门设计若干组具有明显双模态响应的悬臂梁随机振动疲劳试验,通过采集到的应变数据获得应力数据,采用上面介绍的各种频域估算方法估算试件的振动疲劳寿命,并与试验寿命比较,以此验证各种频域估算方法的适用性和估算精度。     

基于频域的车载污物箱随机振动疲劳寿命仿真

以某一车载污物箱为例,详细地介绍了基于频域的随机振动疲劳仿真技术理论及实现过程:即首先对结构进行频域响应计算,得到结构的传递函数,再将此传递函数与输入的功率谱相乘,获得结构的应力功率谱密度,再结合材料参数,选择合适的疲劳损伤模型,利用频域法计算结构的疲劳寿命。频域方法计算简单,不需要循环计数,因此,采用功率谱密度法估算结构疲劳寿命的方法具有很强的工程实用价值,受到了广泛重视。     

某机载单元随机振动疲劳分析

为了解决机载单元结构振动疲劳和耐久性问题,文中阐述了随机振动疲劳寿命频域分析法和Miner 线性损伤理论,并基于随机振动疲劳寿命频域分析法,使用nCode DesignLife 软件对某机载单元进行了随机振动疲劳仿真分析,验证了该机载单元结构在随机振动激励下的可靠性,可为机载产品的随机振动疲劳分析提供指导。     

随机振动载荷下导弹吊挂疲劳寿命分析

基于结构振动疲劳寿命分析方法,采用有限元分析软件对某型导弹吊挂在挂飞过程中承受随机振动载荷产生的疲劳破坏问题进行了研究。利用有限元软件对全弹的前3阶弯曲模态进行了分析,并和地面试验数据进行对比发现误差在15%以内,表明所建立的模型符合工程要求;其次,基于振动疲劳寿命频域法中的Dirlik雨流分布模型,采用Dirlik经验公式对导弹吊挂在耐久振动和机动抖振下的疲劳损伤和疲劳寿命进行了研究和估算。结果表明:导弹吊挂在耐久振动和机动抖振下均满足飞行寿命需求,且在机动抖振下的寿命比在耐久抖振的寿命要短。     

基于非线性累积损伤的随机振动疲劳寿命分析

预测承受随机载荷结构件的疲劳寿命是一个复杂的问题,应用Miner线性损伤准则经常会得出偏于冒险的寿命预测。非线性累积损伤理论考虑了加载顺序对疲劳寿命的影响,精度更高,但计算繁琐,且未能用于频域寿命计算。文中给出了一种基于非线性累积损伤的随机振动疲劳寿命分析方法,该方法将频域疲劳寿命的预估结果平分为若干段,考虑顺序效应对每一段结果进行修正并叠加,得到修正的振动疲劳寿命结果,通过简单试验件试验验证了该方法的准确性,对于某加筋板结构在动力学准确建模、多轴应力等效的基础上进行寿命估算,结果证明了方法的有效性和工程可用性。     

某电子设备随机振动疲劳寿命仿真分析

文中分析了某电子设备疲劳寿命.首先,通过ANSYS随机振动的功率谱密度(Power SpectralDensity,PSD)分析得出设备的1σ应力分布;然后,利用高斯三区间法和Miner累积损伤定律得出了疲劳失效部位预估.仿真结论与后续的试验结果较一致,证实了此方法在电子设备的疲劳寿命分析领域有一定实践指导价值.     

客车骨架结构的随机振动疲劳分析

运用ANSYS对客车骨架进行随机振动分析,获得结构随机振动响应过程的各种统计参数。并利用随机振动得到的响应参数,按照Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法进行ANSYS随机疲劳计算的具体过程进行了介绍。     

基于随机振动的某客车车架疲劳寿命研究

建立车架的有限元模型,利用Hypermesh软件对车架进行频率响应分析,得到车架结构的响应特性。在ADAMS/CAR软件中建立整车动力学模型,通过仿真获取车架与悬架连接处所受到的动态外载。运用疲劳分析软件MSC.FATIGUE ,选取有效的 S- N曲线,结合车架动力响应特性和多体动力学仿真结果,采用Dirlik疲劳评估模型计算出车架危险位置的疲劳寿命,为提高该车架的安全性提供了依据。     

随机振动载荷下大直径薄壁球形结构疲劳寿命分析

采用有限元方法和基于高斯分布与Miner线性累计损伤定律的三区间法,对随机振动载荷作用下大直径薄壁球形结构的疲劳寿命进行分析;并通过振动试验对分析结果进行验证。验证结果表明,该分析方法的误差满足工程设计要求,为随机振动载荷作用下大直径薄壁结构的疲劳寿命分析提供了一种可行的方法。     

基于频域法的随机振动疲劳加速试验设计

基于结构疲劳寿命频域分析法中的Bendat法和Dirlik法,通过理论推导分析证明并建立了随机振动疲劳试验中激励谱量级、响应应力水平和疲劳寿命之间的线性关系式。基于有限元仿真的分析结果,提出了一种利用此等效关系进行加速试验激励谱量级确定的方法。算例表明,该加速方法可缩短试验时间,为改进设计和提高质量等工作提供参考依据。     

点焊结构在随机振动环境下的疲劳寿命研究

在叙述振动疲劳寿命频域法中的Dirlik方法的基础上,根据模态试验修正有限元模型,采用有限元方法对点焊结构进行随机振动疲劳寿命预测。分析了不同PSD谱型对随机振动疲劳寿命的影响。结果表明:同一振动量级下,处于第1阶固有频率段的PSD幅值增加,随机振动疲劳寿命呈现明显下降趋势;在白噪声加速度功率谱作用下,功率谱密度幅值保持不变的条件下,随着带宽的增加,随机振动寿命呈现减小趋势,第1阶模态频率与第2阶模态频率间的非共振区频率段对随机振动疲劳寿命的影响是不可忽略。     

随机疲劳分析在机载设备疲劳寿命预测中的应用

提出采用宽带随机振动疲劳寿命数值分析方法在产品设计阶段预测其宽带随机振动疲劳寿命来保证设计方案的首次成功率，并以在宽带随机振动环境下工作的某产品的疲劳寿命设计为例，阐述了整个随机振动疲劳数值仿真分析流程，得到了与试验相吻合的仿真结果，证明了在设计阶段预测产品的疲劳寿命并进行优化是可行的。     

机载设备安装架随机振动疲劳分析与结构优化

机载设备的结构设计要满足耐久随机振动下的疲劳寿命要求。通过仿真手段准确预测结构在服役过程中的薄弱区域并加以优化改进,可有效提高设计方案的首次成功率。文中基于频域疲劳分析法,结合Miner线性累积损伤理论和材料S-N曲线,对某安装架开展随机振动下的疲劳寿命分析,仿真得到的安装架疲劳寿命和失效位置与试验结果吻合较好。分析安装架疲劳失效机理并进行优化改进设计,结果表明改进后结构的振动疲劳寿命得到了显著提高。     

结构随机振动疲劳寿命估算的样本法

提出了一种结构随机振动疲劳寿命估算的样本法,通过该样本法能够处理在频域内用谱密度描述的宽带随机振动载荷的情况。利用该样本法,首先将频域内的随机振动载荷信号通过抽样使其转换为时域信号;然后用有限元法计算结构危险点的应力谱,再采用变程法过滤掉小载荷而获得危险点的应力谱;最后用传统的疲劳寿命估算方法进行寿命估算,获得危险点疲劳寿命的均值和方差。算例结果表明,采用样本法获得的预测结果与试验值吻合得很好。