无扩口导管拧紧力矩对其密封性能的影响

以某型飞机中无扩口液压导管为研究对象,结合飞机液压导管实际安装以及保压工况,利用有限元软件ANSYS中多线性随动强化来模拟导管弹塑性本构模型;对处于不同安装力矩以及恒定压力下的导管连接件进行仿真分析,研究安装力矩对导管管接头处的应力应变以及密封性能的影响,并给出参考安装力矩。构建液压导管安装试验台,利用力矩扳手采集拧紧力矩值并使用液压油车对导管进行加压试验,验证不同安装力矩对导管管接头密封性能的影响。结果表明:导管与卡套之间的胀形区域产生的大变形以及应力集中是引起导管管接头渗漏的主要原因之一;所提出的密封性能仿真方法可以较为准确地模拟拧紧力矩与密封性能的关系,为实际工程中导管安装提供依据。     

高速列车微结构表面减阻仿真研究

为减少高速列车在运行时受到的气动阻力,根据V型微结构沟槽的减阻机理,建立了若干组几何参数不同的V型微结构沟槽。验证了计算域、边界条件、湍流模型的合理性,对微结构沟槽面的减阻效果进行了数值仿真计算,分析了微结构沟槽面附近的速度、壁面摩擦应力云图。结果表明:沟槽结构使得壁面附近流场的粘性底层厚度增加,沟槽顶部的阻力系数较大,底部和中部的阻力系数较小。与平面摩擦阻力相比,各组几何参数不同的微结构沟槽面都得到了不同程度的减阻效果,最佳减阻效果达到10.09%。     

随机载荷作用下货车车轴的疲劳应力计算

对货车车轴进行了随机载荷下的应力——应变状态模拟计算。在建立C64A型货车动力学计算模型的基础上，考虑轨道不平顺的影响，通过动力学仿真得到了施加在轮对上的随机载荷，将统计分析后的载荷谱作为边界条件，利用ANSYS软件所建立的轮对有限元计算模型，将LZ50车轴材料考虑成弹塑循环非线性本构关系，得到了典型工况下车轴各部位的应力分布情况。     

高速客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性分析

为研究构架焊接部位的疲劳可靠度,根据国内Q345焊接头的疲劳数据,结合包含超长寿命概率S-N曲线,建立了动车组转向架焊接构架横向对接、横向T形和纵向T形焊接头的概率疲劳S-N曲线。以我国高速动车组典型的CRH2动车组转向架构架为研究对象,确定了其焊接构架吊挂点附近31个焊接头局部的疲劳应力。结合概率疲劳S-N曲线进行了较大应力部位的疲劳寿命预测和可靠度评估。结果说明:齿轮箱吊座与横梁附近的焊接部位是较危险的部位;在置信度97.5%、可靠度0.975下的寿命为3.88×108循环;在置信度97.5%、寿命为109循环的可靠度为0.948 2。     

基于Elber型方程的随机疲劳长裂纹扩展概率模型

拓展有效应力强度因子范围的概念为因子范围与门槛值之差,导出了Elber型方程并建立了他的随机疲劳长裂纹扩展概率模型。同时考虑了数据分散性规律和试样数量两方面对概率的影响。模型分别由存活概率、置信度和联合存活概率—置信度下的裂纹扩展率—应力强度因子范围关系曲线组成。在因子范围服从对数正态分布下,应用线性回归技术和极大似然法建立了模型参数的测定方法。通过对LZ50车轴钢试验数据的分析,考察了模型的效果,揭示出模型对数据的拟合精度良好,能合理地预测中高应力强度因子范围的长裂纹稳定扩展和低应力强度因子范围趋于门槛值的概率规律。     

一维机械强度参数概率模型的合理重构

发展了一维机械强度参数概率模型的Monte Carlo模拟重构方法,以实现任意概率水平可靠性分析。方法用于解决参数仅以特定存活概率(P)值或特定P与置信度(C)值给出时,除特定值外无法实现其它概率水平可靠性分析的问题。为避免模拟样本过大使结果脱离实践、预测偏于危险,建议材料小试样7个―20个样本、结构试样至多10个、还原统计参数误差≤5%的模拟策略。发展了包含6种统计分布模型即正态、对数正态、三参数Weibull、两参数Weibull、极大值和极.小值分布的重构方法与实施细节。10种工程材料疲劳极限的重构实践,验证了方法的有效性与可用性。     

侧铣加工刀具回转轮廓误差预测技术研究

在侧铣加工中,刀具磨损和变形引起的刀具回转轮廓误差在实际加工前难以准确预测。提出一种工件形状刀具轮廓映射的辨识试验方法来获取加工过程刀具回转轮廓误差,并通过多因素正交试验获取了不同工况下刀具回转轮廓误差数据库。基于误差数据,采用最小二乘支持向量机（LS-SVM）技术建立了刀具回转轮廓误差预测模型。运用遗传算法优化对所提模型有重要影响的核函数参数和错误惩罚因子, 建立了基于遗传算法优化的最小二乘支持向量机(GA-LS-SVM)模型,并与未经遗传算法优化的LS-SVM模型进行了对比,试验结果表明,GA-LS-SVM预测模型能更好地适用于刀具回转轮廓误差预测。     

基于两种轨道线路建模方法的地铁车轮磨耗预测对比分析

轨道线路对车轮磨耗具有重要影响。建立地铁车轮磨耗预测模型，模型包括车辆动力学模型、基于Hertz理论和FASTSIM算法的轮轨局部接触模型、基于Tγ/A-磨损率函数的磨耗模型、平滑与更新策略以及轨道线路模型。对比分析等效轨道线路法与真实轨道线路法两种轨道线路建模方法在建模复杂度、车轮磨耗预测结果与计算效率方面的差异。利用实测的车轮磨耗对Tγ/A-磨损率函数进行修正，并对磨耗预测模型进行验证。结果表明:与等效轨道线路法相比，真实轨道线路法建模较为复杂，但其可以更好地模拟实际轨道线路；二者磨耗预测结果差异较小，且均与实测结果较为吻合，但前者计算效率约是后者的3.7倍。采用等效轨道线路法建模可以较好地兼顾计算精度与效率。     

基于两参数Weibull分布的概率疲劳S-N曲线模型

发展了基于两参数Weibull分布的概率疲劳S-N曲线模型及构建方法,用于描述随机滚动接触疲劳应力幅-寿命关系。除考虑数据分散性的统计分布规律外,模型还考虑样本数量相关的寿命置信度预测效应, 引入最小正态寿命的置信下限评价。Weibull分布的尺度参数和形状参数,寿命置信度评估参数,以及概率S-N曲线的指数,全部由试验数据来确定。G20CrNi2Mo轴承钢的滚动接触疲劳试验数据的分析证实所提出方法的可应用性。并且证实该滚动接触疲劳寿命的分布规律,宜采用包括Weibull分布在内的有偏统计模型来描述。     

HXD_2型电力机车轮对压装过程仿真分析

采用大型有限元分析软件ANSYS对轮对压装过程进行接触问题的动态有限元分析,模型采用HXD2型电力机车的轮对模型,轮轴材料采用课题组得到的轮轴应力应变本构曲线。通过采用不同的过盈量,摩擦系数进行仿真分析,得到其对轮毂孔、轮座面的Mises应力沿轮轴接触面轴向位置的分布的影响,以及其对压装压力曲线的影响。同时还将根据得到的压装压力曲线及实际图纸要求的过盈量来为本轮对压装时采用的摩擦系数得出一定的范围,供实际应用参考。