过盈配合微动疲劳失效分析

利用套管试样研究轨道车辆轮轴在旋转弯曲载荷下过盈配合部位的疲劳损伤。通过改变套管试样的几何尺寸实现轴套配合参数的变化,研究过盈量和套管长度对过盈配合应力的影响。结果表明,减小过盈量或增大套管长度能降低过盈配合中微动对疲劳损伤的影响。     

基于变幅小载荷下的曲轴疲劳寿命预测分析

通过ABAQUS对曲轴模型进行有限元分析,得到局部最大时间应力载荷谱.运用雨流计数法对载荷谱进行处理,得到各应力幅值下的循环数.采用修正Corten-Dolan累积损伤理论,结合变幅载荷的应力幅值对曲轴进行疲劳寿命预测.通过分析,低于疲劳极限的应力会对曲轴产生强化作用,影响曲轴的疲劳寿命.     

基于ANSYS优化模块的疲劳试验机载荷的确定

测定缸套的疲劳寿命,需使试件的应力与缸套一致。为达到该效果,利用ANSYS的优化模块,将疲劳试验机施加拉力及扭矩的大小作为设计变量,试件危险点的等效应力作为状态变量,构造适当的目标函数,使试件危险点的应力状态与缸套危险点的应力状态完全相同,最终优化后的拉力及扭矩大小即为疲劳试验机实际加载的载荷。结果表明,通过ANSYS的优化功能可以快速、精确的确定疲劳试验机的载荷,为预测缸套等零件的疲劳寿命提供准确的边界条件。本文的优化结果已用于某柴油机缸套的寿命预测。     

超高压管式反应器端部结构应力场的数值模拟

基于大型通用有限元软件ANSYS,对发生疲劳断裂的超高压管式反应器的端部结构进行数值模拟,分析了其在过盈套合、自增强处理以及服役期间开停工循环载荷三种工况下的局部应力场.结果表明:三种工况下,端部结构在过盈套合边缘局部范围内均存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力;局部轴向应力随套合过盈量和自增强压力的增加而增大;半径过盈量为0.05 mm时,开停工循环载荷下的局部轴向平均应力最大值可达86.71 MPa,轴向交变应力幅值最大值达到62.2 MPa,裂纹垂直于轴向扩展的推动力较大.模拟分析结果对端部结构失效破坏原因的分析及其设计改进有一定的指导意义.     

过盈配合微动损伤的关键参数

微动损伤广泛存在于各类工程机械和结构之中,接触压力、滑移幅值以及摩擦剪切力是微动损伤的重要参数.过盈连接部件在旋转弯曲载荷下,易于在接触区域产生微动损伤,降低构件的使用寿命.以过盈微动疲劳试验中的试样为研究对象,在有限元软件ABAQUS中建立接触模型,充分考虑高应力梯度区和接触对网格划分的要求,同时在远离接触区域划分粗糙网格,减少计算机时.通过分布加载和改变相关参数的方法,分析套管长度、套管厚度、摩擦因数以及过盈量对接触压力、摩擦剪切力等影响规律.结果表明,轴套过盈配合承受弯曲载荷下,接触压力和摩擦剪切力沿轴向分布不均匀,随着各参数的变化而明显变化,摩擦因数、套管厚度和套管长度对接触边缘的应力奇异性有较大影响,摩擦因数显著地影响了滑移区域的大小.     

钛合金耳片结构复合强化工艺参数匹配研究

为了提高航空耳片结构疲劳性能,建立TC4钛合金耳片孔开缝衬套冷挤压与干涉配合复合强化有限元模型,分析了复合强化工艺参数对孔周塑性变形及结构疲劳寿命的影响。设计耳片孔周残余应力测试试验,验证了模型的准确性。复合强化工艺参数的研究结果表明:孔壁材料随芯棒的塑性流动使孔壁变形量在厚度方向上分布不均,弹塑性边界随挤压量的增长向耳片外侧转移;交变载荷下应力幅值的最大值始终位于孔壁处,且入口处应力水平最高;针对TC4钛合金耳片结构,3%挤压量与1%干涉量的复合强化工艺参数组合,疲劳寿命增益效果最好。     

汽车钢圈疲劳寿命研究

汽车车轮是介于轮胎和车桥之间承受整车负荷的旋转件,是汽车行驶系统中重要的安全部件。钢圈的主要破坏形式是循环载荷产生的疲劳破坏,它是导致钢圈破坏的主要原因。文中研究了轮辐与轮辋的装配过盈量、接触量长度及轮辐外圆的加工状态对钢圈径向疲劳寿命的影响。结果表明,当接触量长度一定时,钢圈的疲劳寿命随着过盈量的增加而增大;当过盈量一定时,随着接触量长度的增加,钢圈的疲劳寿命逐渐增大,钢圈的最大疲劳寿命大于100万次。轮辐外圆未车削时,在较大的过盈量下,钢圈可达到较高的疲劳寿命。     

双击式水轮机转轮结构疲劳可靠性设计

本文根据现场测试的双击式水轮机转轮载荷历程,通过统计处理得到了不同工作水头下应力幅值概率密度函数的近似表达式,用三参数 p—S—N 曲线推断出指定寿命 N下的转轮疲劳强度概率分布。采用疲劳可靠性设计方法,给出了指定寿命为5年时双击式水轮机插入式焊接转轮和直接焊接式转轮在各种可靠度下的安全容许工作水头.     

基于ADAMS-AWB联合虚拟环境下自卸车驱动桥壳有限元分析

为了进一步缩短自卸车驱动桥壳产品的研发周期和提高企业生产效率,提出一种基于实际路测参数并将ADAMS与AWB共同运用于桥壳有限元分析的自卸车驱动桥壳设计方法,研究了桥壳基于实测道路参数下的应力应变规律,并分析了载荷大小和载荷频率对桥壳寿命的影响规律。分析结果表明,自卸车驱动桥壳应力较大区域主要集中在桥壳左右两侧与轮边连接区域;自卸车驱动桥壳疲劳寿命循环次数及损伤因子最小值出现在桥壳轮边区域;载荷幅值变化对桥壳寿命影响较小,载荷频率变化对桥壳寿命影响明显。     

风对大型港口机械的脉动效应研究

大型港口机械工作于码头前沿或近岸海域,风的影响不容忽视.传统港口机械的设计过程中风载按静载处理,忽略了风的脉动效应.因此在有限元建模的基础上,结合根据Shinozuka方法模拟的脉动风载荷,预测大型港口机械在工作状态和非工作状态的动态响应,并与传统将风载处理成静载的方法进行对比.研究结果表明:工作状态下,风的脉动效应对结构最大应力的幅值影响不大,其主要影响体现在最大应力点的空间分布,对最大应力数值影响不大,对支座反力的影响亦不明显;非工作状态下,风的脉动效应将引起支反力的大幅波动,此时平均值已不能充分衡量结构的安全性,必须同时关注其标准差与时间历程.