XSP800收排线机的结构分析与疲劳分析

在收排线机的设计计算中,以往都是基于经典力学和经验公式,其计算精度难以保证。利用有限元软件ANSYS对收排线机机架进行结构静力分析、模态分析和疲劳分析,得出了机架结构在多工况下的应力、应变云图,固有频率与振型,以及疲劳寿命。从静强度,动强度和疲劳寿命3个方面对机架设计方案进行评价,验证了原始结构的合理性。有限元分析结果为结构的进一步改进和优化提供了参考。     

兆瓦级风机机架焊缝疲劳分析

在风力发电机机架的焊缝疲劳分析时,目前应用最广的方法为表面外推热点应力法.表面外推热点应力法直接应用热点应力作为疲劳应力控制参量,板厚尺寸和载荷模式效应通常按经验修正公式考虑,焊趾缺口效应在热点应力S-N曲线中统计考虑.以某兆瓦级风机焊接机架为例,首先建立机架的有限元分析模型,计算得到热点的应力,其次通过将载荷历程与其进行通道合并,并运用雨流计数法计算得到等效疲劳应力,最后结合焊缝的S-N曲线进行焊缝的疲劳强度评定及寿命预测.     

应用多体有限元法预测车体结构疲劳寿命

利用多体动力学和有限元法结合的混合方法对机车车体结构疲劳寿命进行仿真研究.首先在SIMPACK中建立机车整车的多体系统动力学模型,根据不同的载荷工况计算其载荷时间历程;其次根据有限元准静态应力分析法,获得车体结构的准静态应力应变影响因子(stresses influence coefficient,SIC),再利用模态分析技术获得车体结构固有频率和模态振型,以及确定车体结构危险点位置.基于危险应力分布的动载荷历程,结合车体材料的S-N曲线以及Palmgren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法和WAFO(wave analysis for fatigue and oceanography)技术进行标准时域的车体结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤累积和寿命预测.实测结果和仿真结果相互对比表明,这种方法可以有效预测车体结构的疲劳寿命,其精度和动力学与有限元模型的精度有关.     

吊挂随机振动疲劳影响因素分析

根据结构随机振动疲劳寿命的频域分析方法,采用有限元方法计算了某型导弹吊挂的随机振动疲劳寿命,同时研究了吊挂的结构参数对振动疲劳的影响。首先计算了结构的不规则系数;然后定量分析了不同结构参数对疲劳寿命的影响;最后为了研究平均应力对随机振动疲劳寿命的影响,采用Goodman准则推导了结构的平均应力修正系数。研究结果表明应力响应标准差是影响吊挂振动疲劳寿命的主要因素;材料参数和模态阻尼对吊挂的疲劳寿命有着较大的影响;平均应力对疲劳寿命的影响也不容忽视。     

汽车离合器膜片弹簧的疲劳寿命分析

膜片弹簧的疲劳寿命对汽车离合器结构的安全可靠性起着至关重要的作用,文中应用有限元方法分析计算了膜片弹簧的载荷-变形特性曲线,及在膜片弹簧预加载作用下,分离行程的最大应力、疲劳危险点,以及膜片弹簧的疲劳寿命.分析结果与方法为缩短产品的设计周期,优化离合器结构提供了理论依据.     

回转窑液压挡轮的应力强度与疲劳断裂分析

运用有限元技术对一台大型沥青焦回转窑设备中发生断裂事故的液压挡轮部件进行强度失效分析及疲劳寿命估算.通过断口形貌分析和金相实验,得出失效机理为疲劳断裂的定性结论.利用Ansys软件建立挡轮的有限元模型,计算出应力和变形等一系列结果.在确定交变应力幅值及裂纹尖端应力强度因子的基础上,利用Paris公式预算含缺陷挡轮的疲劳寿命.在选材及造型设计上对挡轮提出改进方案,将韧性较差的铸钢材料替换为韧性较好的锻钢材料,并优化挡轮轮辐减重孔直径,提高挡轮的疲劳寿命,从而在强度及韧性上均达到最优.设计长期交变应力状态下的工件必须兼顾材料的强度、韧性及其造型优化,这一结论对各类动态承载机械零部件的设计均具有参考价值.     

复合材料修补结构的疲劳寿命预测方法

针对复合材料修补结构应力分布复杂的特点,在剩余强度衰减模型的基础上引入局部应力应变法的分析思想,建立起复合材料修补结构的疲劳寿命预测模型.在剩余强度衰减模型和希尔提出的各向异性材料塑性条件基础上建立单向层合板在任意应力状态下的疲劳破坏准则.     

TLJ400连续挤压机机架的强度分析与结构改进

在连续挤压机机架的设计中,以往采用类比的经验设计方法,缺乏对机械结构强度的精确验算,造成所设计的机械结构尺寸与重量偏大。利用有限元分析软件ANSYS对TLJ400型连续挤压机机架建立三维实体模型,并进行结构分析,得到了精确的强度值和机架的应力分布情况;在对机架进行强度校核后,提出了一种结构改进的方案,并通过有限元仿真分析验证了其可行性。结果表明,采用该方案进行的结构改进能够减少材料的使用,实现机架的轻量化。     

基于台架试验的桥壳疲劳分析

利用有限元分析软件ABAQUS对某车型桥壳进行静强度分析,并根据此应力结果运用疲劳分析软件MSC.Fatigue对桥壳进行全寿命分析,得到桥壳疲劳寿命分布和危险的寿命值.与桥壳疲劳台架试验结果对比,CAE预测结果与台架试验结果一致.因此,应用CAE疲劳分析可以在产品的初始阶段就能够发现潜在的结构耐久性隐患,并优化设计.     

支撑式冲击破岩掘进机支护机构的疲劳分析

为探究支撑式冲击破岩掘进机支护机构的疲劳特性,利用Solidworks和Ansys Workbench建立了该支护机构的有限元模型,对两种典型工况进行静强度分析,得到机构的静应力、应变峰值以及安全系数云图,找出了薄弱关键点;根据静强度分析的结果,插入Fatigue Tool模块对支护机构进行寿命计算和疲劳敏感性分析。结果表明:该机构最小疲劳寿命循环次数为1.3419×10~7次,大于设计寿命10~7次,位于龙门架与机架连接处,有应力集中,是支护机构的的薄弱部位。最大总损伤0.745,与最小寿命位置相同。所得结果为改进该机构设计、提高疲劳强度、延长寿命提供参考。     

应用有限元软件指导车轮的结构改进

应用有限元软件建立了车轮的计算模型，进行了试验验证了该模型的精确程度，在有限元模型的计算结果的指导下对车轮的结构进行了改进，降低了车轮应力水平，提高了车轮的试验疲劳寿命。     

随机振动环境下结构的寿命预估

结构的寿命预估是现代结构设计应该考虑的一项内容。本文利用ANSYS有限元分析软件对设计结构在随机振动环境下的响应进行了计算,得到结构1σ、2σ、3σVon Mises最大应力,利用材料的S-N曲线,并根据Steinberg提出结构在随机载荷作用下的响应是基于高斯分布和Miner提出的线性疲劳累积损伤理论对设计的结构在给定随机振动环境下的寿命进行预估。有限元计算分析过程中,为得到较精确的计算结果,先利用模态试验结果对结构进行动力学修正。     

基于Solidworks Simulation的压铸机头板疲劳分析

压铸机头板是压铸机核心部件之一,为研究其结构的优劣对压铸机使用寿命的影响,首先建立三维实体模型;然后在定义设计疲劳曲线(S-N曲线)的基础上,利用Solidworks Simulation软件对压铸机头板进行疲劳分析,从中得出头板的对等应力以及生命周期等相关数据,得知头板凸台处为薄弱区;最后对其结构优化改进,重新进行有限元分析,提高了头板的生命周期。研究结果表明,该研究为预测压铸机的疲劳寿命提供了理论依据。     

接触分析在车轮弯曲疲劳有限元分析中的应用

利用有限元接触分析方法,建立车轮、试验轴、螺栓连接件的有限元模型,施加合理的载荷与边界条件,模拟车轮弯曲疲劳试验。通过有限元分析软件ANSYS,建立模型、设置接触对与相关参数,得出车轮高应力区域与各应力值。运用疲劳寿命计算理论中的名义应力法及ANSYS软件估算车轮疲劳寿命,且两数据基本一致。与车轮弯曲疲劳试验结果比较表明:在疲劳寿命计算理论与ANSYS软件估算的疲劳寿命内车轮均没有破坏。从而验证了运用接触分析有限元法预估车轮寿命的有效性,为以后的结构改进起到了指导作用。     

HSK热装刀柄的加热性能分析

使用ANSYS中的电磁-热-结构耦合模块并通过中频感应加热正交试验对HSK热装刀柄的感应加热性能进行分析,分别得到刀柄理论感应加热最优温度及刀柄实际感应加热最优温度;以热循环过程中的温度为热载荷,分别使用ANSYS中的热-应力耦合模块以及Coffin-Manson公式,得到热装刀柄热疲劳方式与热疲劳寿命。采用热疲劳试验对预估热疲劳寿命进行了验证,指出适当选取保温时间可延长热疲劳寿命。     

如何应用有限元分析方法仿真与计算按键寿命

介绍利用有限元分析方法,对一款按键进行疲劳寿命验证与计算。在开模具之前用有限元分析方法能确认按键结构设计是否合理,是否能满足设计需求。避免将来的修改模具,从而缩短产品开发周期。     

Prediction of fretting fatigue behavior under elastic-plastic conditions

Fretting fatigue generally leads to the degradation of the fatigue strength of a material due to cyclic micro-slip between two contacting materials. Fretting fatigue is regarded as an important issue in designing aerospace structures. While many studies have evaluated fretting fatigue behavior under elastic deformation conditions, few have focused on fretting fatigue behavior under elastic-plastic deformation conditions, especially the crack orientation and fatigue life prediction for Ti-6Al-4V. The primary goal of this study was to characterize the fretting fatigue crack initiation behavior in the presence of plasticity. Experimental tests were performed using pad configurations involving elastic-plastic deformations. To calculate stress distributions under elastic-plastic fretting fatigue conditions, FEA was also performed. Several parametric approaches were used to predict fretting fatigue life along with stress distribution resulting from FEA. However, those parameters using surface stresses were unable to establish an equivalence between elastic fretting fatigue data and elastic-plastic fretting fatigue data. Based on this observation, the critical distance methods, which are commonly used in notch analysis, were applied to the fretting fatigue problem. In conclusion, the effective strain range method when used in conjunction with the SMSSR parameter showed a good correlation of data points between the pad configurations involving elastic and elastic plastic deformations.     

MB-1新型客车转向架构架的疲劳寿命分析

采用有限元分析软件，建立了MB-1新型客车转向架的有限元模型，而后利用有限元方法和疲劳寿命分析软件，基于Neuber缺口修正方法对该转向架进行了疲劳寿命分析，并给出了该转向架构架的疲劳寿命分布的云纹图，结果表明其满足强度和疲劳性能方面的要求。转向架构架的疲劳寿命分析具有重要的实际意义，它将成为产品开发设计中不可缺少的组成部分。     

FATIGUE LIFE PREDICTION OF CRANKSHAFT MADE OF MATERIAL 48MnV BASED ON FATIGUE TESTS,DYNAMIC SIMULATION AND FEA

S-N curve and fatigue parameters of 48MnV are obtained using small sample tests and staircase or up and down method, which paves the way for predicting fatigue life of crankshaft made of 48MnV. The fatigue life of the crankshaft of a six-cylinder engine is calculated using different damage models such as S-N method, normal strain approach, Smoth-Watson-Topper (SWT)-Bannantine approach, shear strain approach, and Fatemi-Socie method based on dynamic simulation and finite element analysis (FEA) of crankshaft. The results indicate that the traditional calculation is conservative and the residual fatigue life of crankshaft is sufficient to maintain next life cycle if the crankshaft is remanufactured after its end of life.     

一种盘式制动器钳体轻量化设计研究

以体积和疲劳寿命为轻量化设计目标,采用计算机辅助集成技术对盘式制动器的钳体进行轻量化设计。利用有限元分析方法计算制动盘制动力矩并将其与实验测得的制动力矩进行比较,验证了有限元分析的步骤与方法正确可行;结合有限元分析得到的钳体的最大主应力,根据名义应力法和Smith方法计算钳体疲劳寿命;通过ISIGHT集成CATIA、ABAQUS和MATLAB对钳体进行轻量化设计。