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。     

随机振动下的疲劳强度—随机疲劳

(一) 前言随机疲劳是研究构件或零部件在随机载荷作用下的疲劳强度的学科,它是为了研究“工业中的隐患”疲劳断裂事故而兴起的固体力学的一个新分支,也是疲劳力学的新发展。机械零部件在直接承受随机载荷下,或者在其作用的系统上,受到随机振动,零部件将会发生疲劳破损,因此随机疲劳、又称在随机振动下的疲劳强度。随机振动下零部件的安全评价,是要定出由振动而引起的应力和变形的容许限界,即动强度与动刚度二方面的限界,当其不超过限     

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。     

智能坐便器包装件随机振动仿真和疲劳仿真

对以瓦楞纸板为包装材料的智能坐便器包装件模拟运输情况进行随机振动仿真,验证了产品脆值和薄弱部分的疲劳损伤,从而可实现对包装的检测。用Creo2.0对某品牌智能坐便器缓冲包装进行建模,在ANSYS Workbench中进行随机振动仿真和疲劳仿真,得到缓冲包装等效加速度和下衬垫的损伤等数据。仿真实验表明,缓冲材料能起到随机振动和疲劳振动的保护作用,为大型陶瓷运输包装提供了指导。     

铁道车辆辅助安装座随机振动疲劳评估

构架端部传递的随机振动激励是引发辅助安装座破坏的主要原因。为考察辅助安装座在随机振动激励下的可靠性,结合随机振动理论、结构动力学特性和材料的疲劳理论,研究制定了随机振动疲劳分析方法,在此基础上依据标准IEC61373,采用有限元分析软件对辅助安装座进行随机振动疲劳仿真,最后利用Dirlik法和Miner准则对其危险部位进行疲劳损伤评估。经分析表明,辅助安装座的总体损伤为0.75,满足Miner线性累积损伤准则,表明安装座的疲劳设计符合标准的相关要求。     

基于ANSYS的机床滑台随机振动疲劳寿命分析

应用ANSYS软件对机床滑台进行随机振动疲劳分析,并对滑台进行疲劳寿命估算。讨论了随机振动载荷的特性,确定了施加在滑台模型上的随机振动载荷激励条件,对滑台进行了功率谱密度分析,确定了滑台在随机振动载荷下的易变形区域。通过将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相结合,对机床滑台部件进行疲劳损伤计算,估算出滑台的疲劳寿命,在滑台发生疲劳损伤之前,可对滑台进行维修或者更换,以保持机床的切削精度,提高机床的可靠性。     

吊挂件振动疲劳寿命的对比方法研究

为研究连接方式对车辆吊挂件振动疲劳寿命的影响及对振动疲劳寿命进行快速对比预测,基于振动传递机理,结合疲劳寿命分析理论,提出了一种利用加速度传递函数来对比预测刚性连接与弹性连接两种方式下吊挂件随机振动疲劳寿命的方法,并以高速列车上某吊挂设备为例进行了验证。结果表明,该方法可以快速对比不同连接方式下吊挂件振动疲劳寿命的优劣,有利于设计者快速判定和优选吊挂方案。     

机载设备随机振动疲劳寿命仿真分析

机载设备在使用过程中会承受严酷的随机振动载荷,需进行随机振动疲劳寿命的评估。以某机载设备液压驱动装置控制壳体为例,应用Miner线性累积损伤理论,结合三区间技术和有限元分析,给出了随机振动疲劳寿命分析方法并进行了计算,结果表明液压驱动装置控制壳体满足振动疲劳寿命设计要求。     

某动车组用水箱的路谱振动疲劳分析

采用振动疲劳分析方法对某公司设计的某动车组用水箱进行了可靠性研究。对该水箱进行了振动模态分析,得到水箱的前8阶固有频率;在模态分析基础上进行随机振动分析,计算出三个方向上的随机振动的1σ应力。利用随机振动分析的应力结果,根据高斯三区间法和Miner定律进行随机疲劳寿命分析。结果表明,该水箱的疲劳寿命满足要求,并且有较大安全系数,可以进一步进行优化设计。     

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。     

离心通风机结构随机振动下的疲劳分析

由于受路面不平度、线路结构、列车表面风压的变化等因素影响,可能会引起车辆横向和纵向振动加速度增大,通过转向架传递到机车车体,以较高频率产生车体的弹性振动,严重影响车体和其组成部分结构的强度和疲劳寿命。因此,通过有限元分析得出了通风机结构的随机振动Von-Mises均方根应力,采用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法,计算随机振动疲劳损伤,得到了疲劳薄弱部位及疲劳分析结果,为离心通风机在随机振动环境下的疲劳分析提供参考。     

车身控制模块支架的随机振动有限元疲劳分析及优化

车身控制模块是汽车的重要部件,其支架的设计应该满足车辆行驶过程中车辆行驶随机振动工况下的疲劳寿命。对比实验结果,采用有效的有限元仿真方法,利用Catia软件建立支架的模型,并利用Hypermesh软件进行有限元网格划分,建立合理的有限元模型来进行支架状况的分析。分析结果验证了随机振动的有限元疲劳分析的必要性及有效性。最后,对支架的结构进行了优化,并对优化后的支架进行了随机振动的有限元疲劳分析。     

动车组制动控制单元吊架基于nCode的随机疲劳寿命评估

针对某型400 km高速动车组制动控制单元BCU吊架对随机振动疲劳耐久性能的要求,基于ANSYS APDL软件对焊接吊架做频率响应分析,获取吊架的应力频响函数(FRF);按IEC 61373标准对长寿命随机振动加速度功率谱密度的规定,利用BS 7608规定的不同焊缝接头等级的S-N曲线,在nCode中采用Miner线性累积损伤理论和Dirlik疲劳寿命计算方法,对制动单元吊架进行随机振动疲劳寿命分析。     

基于流固耦合的挖掘机燃油箱振动疲劳分析

液压挖掘机破碎工况下,在作业载荷和动力系统的随机振动激励、油箱与油液的流固耦合作用下,会产生疲劳开裂,造成车辆使用寿命缩短。针对该问题,基于流固耦合的虚拟质量法建立油箱有限元模型,分析不同液位对油箱内板的模态振动频率影响。基于客户工况PSD载荷谱对带液油箱进行随机振动疲劳分析,得出燃油箱焊缝随机振动疲劳的损伤值,根据计算结果对燃油箱分析进行优化改进。     

星载环境监测仪转动件随机振动分析

光谱定标转动件是星载环境监测仪的关键部件,卫星发射过程中的随机振动是导致其结构失效的重要因素.为有效预示环境监测仪中该转动件在力学环境条件下的响应,采用有限元分析软件ANSYS Workbench对其固有模态和随机振动响应特性进行分析,获得了1σ位移、加速度和等效应力的响应统计值与随机响应谱.分析结果表明,转动件结构在随机振动环境的刚度和强度满足安全性要求,为结构设计和进一步优化提供了参考依据.     

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。     

随机振动载荷作用下航空液压管路疲劳寿命数值预估

液压管路作为飞机液压传动系统的重要组成部分,是飞机安全飞行的重要保障。由于飞机飞行环境的复杂性,随机振动载荷下的疲劳分析是飞机液压管路动力学设计的重要手段。选取大型客机C919左侧机翼的一段典型液压管路作为研究对象,应用ABAQUS有限元软件进行随机振动响应分析,获取随机振动载荷下的应力响应功率谱密度函数,对液压管路在随机振动载荷下的强度特性进行分析,结合S-N曲线对管路结构危险部位疲劳寿命进行预估,为航空液压管路的设计及优化提供了理论参考。     

带预载的钢丝网套补偿器振动疲劳损伤分析

开展了基于有限元分析软件ABAQUS的钢丝网套补偿器在随机振动工况和正弦振动工况下的疲劳分析.首先采用梁单元建立钢丝网套等效模型,针对不同载荷工况构建不同的钢丝网套与波纹管间的相互作用关系,从而建立能够考虑预载影响的钢丝网套补偿器随机振动、正弦振动分析模型,并开展支反力试验和模态测试对模型进行验证.基于该模型,结合Dirlik方法及基于Miner线性累积损伤理论推导的疲劳寿命计算公式.分析了不同方向随机振动、正弦振动激励作用下的钢丝网套补偿器疲劳损伤情况.结果 显示,在随机振动工况和正弦振动工况下,钢丝网套补偿器在横向(X方向)上的损伤均最大,且在设计使用寿命(1 min)以内均未发生疲劳破坏;钢丝网套补偿器的薄弱环节分布于补偿器个别波峰以及管接头固定端附近;正弦振动工况下损伤水平小于随机振动工况下损伤水平.     

高可靠性产品的等效试验技术及可靠性评估

阐述了加速等效试验技术的基本原理和方法。研究了采用过载系数控制加速随机振动试验的实现手段。给出了过载系数上限的经验确定方法和试验时间等效换算法。针对疲劳寿命服从两参数威布尔或对数正态分布的情况 ,提出了两种适用于小样本、零失效的可靠性评估方法 :疲劳寿命分散系数法和可靠度下限法     

农场电动汽车电池模组随机振动疲劳分析

为了得到随机振动对电动汽车电池模组的影响,应用大型有限元分析软件MSC.Patran/Nastran,对某农场电动汽车的电池模组进行随机振动分析,从而得出各个组成部件的应力、应变和位移结果;并采用3-Sigma法来进行疲劳寿命预测。研究结果表明:该电池模组在随机振动工况下X、Y和Z 3个方向结构和部件满足正常使用的强度要求,Y方向的疲劳寿命预估为55年,满足设计要求,研究为车辆电池模组随机振动分析提供参考。