高速列车座椅疲劳可靠性分析

以高速列车座椅为研究对象,使用有限元软件ANSYS Workbench,结合IEC61373-1999标准中的功率谱密度函数对座椅进行随机振动数值仿真分析,选择座椅材料的P-S-N曲线及相关参数数据,针对不同设计尺寸下的座椅结构,采用Miner线性累积损伤理论分别进行累积损伤疲劳寿命计算。在电动振动试验台上对座椅进行模拟长寿命试验,仿真计算结果和试验结果具有良好的一致性,验证了疲劳寿命仿真分析的有效性。     

大型直线振动筛的疲劳寿命分析

由于在简谐激振力作用下大型直线振动筛在振动筛分工作时其横梁、侧板等主体结构件均处于多轴应力状态,因此利用临界平面法对大型直线振动筛的多轴疲劳损伤模型进行了疲劳寿命数值分析,得到了大型直线振动筛的对数疲劳寿命云图并分析了振动筛结构的疲劳寿命分布。分析可知,大型直线振动筛整体的疲劳寿命可以满足工作需要,疲劳可靠性较高,但振动筛体的侧板、横梁的局部疲劳安全系数不高,在设计使用过程中应引起足够的重视,必要时对大型直线振动筛的结构件进行优化重设计。     

竖直螺旋槽管壁面液膜在蒸发/冷凝时的传热特性的研究

研究竖直螺旋槽管壁面液膜在传热条件下的液膜形成及流动特性，建立了单组分流体的物理和数学模型并得出解析解，且分析了壁面液膜在蒸发，冷凝及无热传输时的液膜厚度分布及速度分布，结果表明，液膜的形状主要受表面张力影响，在表面内弯处流膜较厚，而在槽道起始部液膜较薄，相对于光滑直管，竖直螺旋槽管壁面液膜具有均匀的厚度分布和更好的传热传质性质，特别在冷凝时壁面液膜更薄且分布更加均匀。     

激光清洗铝合金橡胶涂层数值模拟及实验

激光清洗作为一种新型的绿色环保清洁方式,逐渐应用于轮胎模具表面污垢清洗方面。通过有限元仿真与实验对激光清洗轮胎模具橡胶涂层进行研究。利用高斯型脉冲激光作为虚拟热源对铝合金基底表面的橡胶涂层进行清洗数值模拟仿真,模拟结果表明,重复频率18 kHz时,不同功率橡胶涂层表面温度瞬间急剧升高至上万度,远超烧蚀蒸发温度,达到清洗效果,和矩形脉冲激光烧蚀仿真作对比,矩形激光清洗涂层深度大,效率高。使用重复频率可调的矩形脉冲Nd:YAG激光对铝合金基底表面橡胶涂层进行清洗试验。模拟与试验结果表明,重复频率15 kHz,功率280 W,能量密度为6.603 W/cm²时,清洗效果很好,完全清除基体表面橡胶涂层而不损伤基底,并且基底不发生氧化反应。     

基于应变模态的风机叶片损伤诊断研究

针对多种受损工况下的风机叶片损伤诊断问题,文章基于模态理论对受损前和受损后的风机叶片进行位移和应变模态分析。首先建立风机叶片的三维模型并对其进行有限元分析;然后模拟叶片两位置不同的损伤状况,比较各工况下位移模态曲线、应变模态曲线和应变模态差分曲线在受损前后的变化规律,进而对叶片进行损伤辨识;最后选取应变模态变化率和由差分曲线建立的直接定位损伤指标I_SMSD作为风机叶片损伤诊断指标,进一步辨别叶片的损伤程度。通过结构损伤前后模态频率、位移模态及应变模态参数的对比可以发现:在受损量不同的情况下,叶片模态频率损伤前、后变化较小,位移模态几乎没有产生变化;在受损区域应变模态及其差分曲线均有突变产生,裂纹的长度越大突变越明显。可将应变模态变化率和I_SMSD作为损伤诊断的特征参数,为风机叶片的预报维修提供参考。     

振动筛试验模型和原型相似试验研究

通过对27 m2大型直线振动筛及缩比为1:10的相似试验模型筛的试验模态分析,得到其幅频特性曲线并提取其中6阶固有频率,测试分析出其模态振型.根据相似理论,通过对原型筛与相似试验模型筛的固有频率对比,得出二者固有频率的相对误差小于8.62%.通过对原型筛及其相似试验模型筛的振型分析对比,发现二者各阶振型基本一致.结果表明,用模态分析法可以直观有效地得到直线振动筛的固有特性参数,为提高直线振动筛的使用寿命和可靠性以及结构优化设计提供了理论依据,证实了利用缩小比例的相似试验模型筛进行试验模态分析的有效性,验证了相似模型与原型的试验数据的一致性和可靠性.从而可知振动筛试验模型可以近似代替原型样机进行试验模态分析,对相似模型试验研究提供了参考.     

大型直线振动筛的疲劳寿命及可靠性分析

运用多轴疲劳分析的临界平面法对大型直线振动筛进行了疲劳寿命数值分析,利用电测法测得相似模型筛疲劳危险节点的动应变,并与仿真结果进行对比,验证分析结果的有效性和精确度。运用应力-强度干涉模型对振动筛的疲劳可靠性进行了预测计算,并分析了表面加工质量对振动筛疲劳可靠性的影响程度。实验验证了数值分析结果的有效性和较高的精确度,结果表明大型直线振动筛整体结构的疲劳寿命能够达到预期设计寿命,但振动筛体的侧板、横梁的局部位置疲劳可靠性较低。     

基于应变模态的风机塔筒根部疲劳裂纹损伤检测研究

风力发电机塔筒根部所受弯矩大易产生疲劳裂纹，及早地检测发现裂纹有利于防止风机倒塌破坏。研究一种基于应变模态的塔筒根部疲劳裂纹损伤识别方法。首先建立塔筒的振动微分方程和应变模态；然后构建风机模型并进行模态分析，研究塔筒损伤前后固有频率、位移和应变模态振型的差异；最后建立应变模态变化率的疲劳裂纹识别指标，并基于最小二乘法拟合应变模态变化率与损伤程度的数学关系。结果表明：塔筒受损前后固有频率和位移模态振型无显著改变，无法进行损伤定位；应变模态振型在受损处出现峰值突变，且损伤程度越高突变越明显；应变模态变化率与损伤程度呈正相关，采用六次多项式可拟合出两者的关系。