基于有限元方法的汽车传动轴研究

为了提高传动轴设计的可靠性和合理性,基于有限元方法其对某汽车传动轴进行自由模态分析、扭转刚度分析、强度分析和疲劳分析。分析结果表明,其一阶固有频率均比激振频率高15%,能够有效地避免发生共振;扭转刚度27 685.5 N·m/rad,符合刚度要求。其最大主应力位于轴管处,为185.2 MPa,安全系数为1.32,能够满足强度要求;该传动轴的最小寿命为5.385×107,疲劳寿命满足要求。     

对称和单向扭矩下等速传动轴疲劳寿命的差异

等速万向节传动轴的扭转疲劳台架试验一般采用对称交变扭矩,但有些用户在传动轴选型时,对传动轴的扭转疲劳寿命采用单向脉动扭矩来评价,因此需要分析这两种载荷条件下传动轴疲劳寿命的差异,以便正确地进行传动轴选型计算。针对典型等速万向节传动轴的两类主要疲劳失效零件,根据不同零件在一个载荷循环内的应力变化特点,采用不同的方法分析了对称交变和单向脉动扭矩下传动轴零件扭转疲劳寿命的差异,为传动轴的设计和选用提供了依据。     

9L210柴油机曲轴强度计算及疲劳分析

利用有限元软件对9L210柴油机曲轴进行强度计算、疲劳寿命分析及疲劳安全系数计算,结果表明柴油曲轴强度及疲劳寿命均满足要求。     

考虑疲劳寿命的化工机械传动轴动态特性补偿研究

化工机械传动轴是当前化工制造业中的重要元件之一,考虑到当前化工机械传动轴动态特性补偿方法传动轴疲劳寿命及动态特性分析能力较差,导致补偿后运动轨迹控制效果不佳的问题,设计考虑疲劳寿命的化工机械传动轴动态特性补偿方法。构建化工机械传动轴动力学分析模型,获取传动轴动力学特性。根据传动轴啮合原理,完成传动轴疲劳寿命及动态特性分析。以上述设计内容为基础,选用前馈控制原理补偿模型,设计化工机械传动轴动态特性补偿算法,实现传动轴动态特性补偿。构建实验环节,对此补偿方法使用效果进行分析。经实验结果表明,此方法可在补偿优化传动轴动态特性数据的同时,控制传动轴运动轨迹。     

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。     

螺杆钻具传动轴的疲劳寿命预测及改进设计

利用有限元法,建立某厂螺杆钻具传动轴的力学模型,从静力学及疲劳两个方面对其性能进行分析。并通过ANSYSWorkbench软件分析确定传动轴可能存在危险点的VonMises应力值。从生产实际出发,提出了两种改进的方案。利用局部应变法中修正后的史密斯公式对传动轴进行寿命预测,为传动轴的设计提供了理论依据。     

W6Mo5Cr4V2高速钢传动轴疲劳寿命分析

详细介绍了结合有限元软件ANSYS和疲劳分析软件MSC.Fatigue对传动轴进行疲劳寿命预测的流程。分析了W6Mo5Cr4V2高速钢材料性能参数对传动轴疲劳寿命的影响。结果表明:材料弹性模量对传动轴疲劳寿命影响很小,抗拉强度对其影响较大,传动轴疲劳寿命随着抗拉强度的增加而增加。     

W6M05Cr4V2高速钢传动轴疲劳寿命分析

详细介绍了结合有限元软件ANSYS和疲劳分析软件MSC．Fatigue对传动轴进行疲劳寿命预测的流程。分析了W6M05C~V2高速钢材料性能参数对传动轴疲劳寿命的影响。结果表明：材料弹性模量对传动轴疲劳寿命影响很小,抗拉强度对其影响较大,传动轴疲劳寿命随着抗拉强度的增加而增加。     

石油钻机井架底座的疲劳寿命预测

根据允许应力幅值法研究了石油钻机井架底座钢结构疲劳寿命的工程预测方法,分析了钻机起下钻作业疲劳荷载谱以及等效应力幅系数的计算方法,提出了石油钻机结构疲劳寿命计算的结构流程.最后以海洋70LDB钻机为例进行了疲劳寿命计算,计算结果表明,该型钻机设计合理,有较大的寿命安全系数.同时也验证了该疲劳寿命计算方法可以有效应用于石油钻机井架底座的疲劳设计,具有良好的工程应用价值.     

基于实测载荷的传动轴疲劳寿命分析

针对某款干混砂浆运输车传动轴的断裂问题,搭建一套现场实测传动轴动态扭矩、跳动量、转速等参数的测试装置,为该类新车型服役期传动系统的故障诊断与维修提供理论分析依据,该套装置还可应用在泵车,搅拌车的传动系统故障诊断。由于传动轴破坏的位置结构复杂,无法直接测量破坏位置处应力,将实测扭矩载荷通过雨流计数法统计后作为边界条件对传动轴进行有限元分析,推导出结构的S-N曲线,结合Miner法则对结构进行疲劳寿命估算。该套方法能够为工程机械传动轴寿命预测提供方案。     

钢制车轮动态弯曲试验疲劳寿命预测

建立了钢制车轮动态弯曲疲劳试验的有限元静力学模型,分析了试验条件下一个载荷循环的结果响应,得到了八个载荷步的疲劳损伤载荷.基于Ansys/Fe-safe耐久性分析软件,用多轴临界面疲劳损伤模型,采用Brown-Miller准则,预测了车轮弯曲试验疲劳寿命.结果表明车轮动态弯曲疲劳试验性能满足要求,但疲劳安全系数不高.给出了改进设计的建议.     

万向节轴承疲劳寿命分析

万向节轴承是一种比较特殊的滚针轴承类型,其应用运动特性为往复摆动运动。作为商用车传动系统中的重要零部件—传动轴的核心部件,长期以来,对于万向节轴承疲劳寿命的研究非常缺乏,对影响万向节轴承疲劳寿命的因素也没有一个清晰的,理论结合实际的归纳;另外对于此类轴承也缺乏一套系统的、科学的、可靠的疲劳寿命计算方法。工程人员在分析万向节失效,改善万向节疲劳寿命和性能,万向节设计选型及传动轴设计计算这些环节都遇到了很多问题。这些问题很有可能会成为未来整车设计中的短板和缺陷。本文就万向节轴承的疲劳寿命问题展开讨论,提出了预测万向节轴承疲劳寿命的计算方法,分析了部分影响万向节轴承疲劳寿命的因素及这些因素如何对疲劳寿命产生影响,通过这些工作为广大工程人员在设计、选型和分析时提供了参考。     

基于ANSYS的机械传动轴有限元分析及优化

采用有限元分析软件ANSYS探究材料性能、工作角度等因素对机械传动轴的影响,采用结构钢、铝合金、聚乙烯、钛、碳纤维等5种不同材料,对外径为1.5 in的金属和复合材料机械传动轴进行分析.分析发现传动轴的工作角为15°时寿命最长,而碳纤维复合材料的抗应力和安全系数最高,屈服抗拉强度约为6 GPa,安全系数为15.钛的安全系数与碳纤维相同,但钛的抗拉屈服强度远远低于复合材料的抗拉屈服强度.经分析对比得出,由碳纤维制成的角度为15°的机械传动轴为最佳的传动轴设计.     

基于疲劳寿命的履带车辆侧减速器传动轴结构优化

针对某型履带车辆侧减速器传动轴的结构优化问题,结合疲劳寿命预测方法对传动轴不同结构尺寸的寿命进行比较,从而实现优化设计。首先利用虚拟样机仿真技术在ADAMS.ATV中建立车辆行走系统虚拟样机模型及路面不平度模型,通过仿真得到车辆行驶约束反力矩,将约束反力矩导入随后建立的侧减速器模型,得到传动轴在不同路面条件下的动态载荷。利用得到的动态载荷结合传动轴应力分析得到不同条件下的疲劳寿命预测值,进一步对传动轴不同内外径比值情况下的疲劳寿命变化情况进行了分析,研究结果可以作为一种履带车辆部件在一定约束条件下的结构优化问题的有效方法。     

加工偏差对柴油机气门顶杆强度的影响分析

在对某型柴油机气门顶杆断裂原因理化分析的基础上,对加工不合格气门顶杆的强度、模态、稳定性、疲劳安全系数及寿命进行了理论计算,结果表明:加工产生的偏差对气门顶杆的模态及稳定性的影响不会导致顶杆发生与外界载荷的共振及失稳,但由于加工误差导致的应力集中会降低顶杆的疲劳安全系数进而使其疲劳失效,顶杆理论计算的寿命与实际运行时间较为吻合,所得结论为判断顶杆的故障原因提供了支持。     

基于恒寿命疲劳结合S-N曲线的弹簧疲劳寿命分析

常规的弹簧疲劳寿命分析,是以弹簧材质的S-N疲劳曲线为依据,根据预期弹簧寿命,反复选择弹簧基本参数,验算达到疲劳强度安全系数≥疲劳许用安全系数,计算工作量大。介绍一种基于恒寿命疲劳结合S-N曲线的简单方法分析弹簧的疲劳寿命,为提高弹簧质量给出一些参考。     

单向应力时疲劳强度设计

在机械强度设计中,先以静强度确定出零件初步尺寸。在此基础上,对危险部位和截面(一般是在最高蜂值应力处)进行疲劳强度的校核计算。通常的疲劳强度判据为:计算所得安全系数 n 等于或大于其许用安全系数[n],即n≥[n]。此外,疲劳强度设计的另一内容是对该零部件进行寿命估算,使它满足使用期限的要求。因此这里主要介绍两方面的内容:一是安全系数的计算,一是疲劳寿命的估     

基于Workbench的链条抽油机链板疲劳寿命分析

为了研究链条抽油机链板的疲劳寿命,本文以LCJ12-5-14型链条抽油机链板为研究对象,利用ANSYS Workbench对链板进行了静强度分析,在此基础上分别采用理论方法和数值模拟方法对链板进行了疲劳寿命计算,两种计算方法结果获得的链板疲劳安全系数均满足设计要求,且两种方法计算结果疲劳安全系数差异率仅为5.2%,表明采用Workbench对链板进行疲劳寿命数值模拟具有较高的可信度。     

基于nCode Design-Life传动轴可靠性分析

根据链传动提升系统的结构,计算了提升传动轴的受力。基于ANSYS Workbench对其做静态分析得到其应力分布云图,将有限元分析结果导入至疲劳分析软件nCode Design-Life中,对传动轴进行疲劳可靠性分析,得到传动轴在循环载荷作用下的疲劳结果云图以及各节点的疲劳寿命图,验证了传动轴的可靠性。     

基于FEA的手柄拉簧失效分析与流程优化设计

拉簧是汽车座椅调角器中的重要零件。按传统查表法和公式法设计拉簧,疲劳次数增加至2万次左右,常出现疲劳失效,造成反复更改设计和浪费。通过疲劳实验分析失效形式主要为弯钩疲劳断裂,且采用理论计算和FEA(有限元)分析钩环处的应力集中最大。研究了簧丝直径d、中径D、圈数n等参数对拉簧寿命影响,得到最大应力与抗拉极限的比值是衡量疲劳寿命的参数,比值越小,零件疲劳寿命越大。提出流程优化设计,给出设计和校核过程中安全系数S和弯钩处应力值校核的范围,优先校核簧体和钩环应力,减少拉簧设计的不确定因素,极大地提高设计成功率。