随机载荷作用下的零件动态可靠性模型

运用顺序统计量和概率微分方程建立随机载荷作用下的零件动态可靠性模型,并研究零件可靠度和失效率随时间的变化规律。首先,分析随机载荷多次作用时零件的失效过程,从载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立随机载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。进一步,根据应力—强度干涉理论建立载荷多次作用下的零件可靠性模型。运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,分别建立强度不退化和强度退化时的零件动态可靠性模型。研究表明,强度不退化或退化不明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小;考虑强度退化或强度退化明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低且较为明显,失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。     

多级随机载荷作用下机械零件动态疲劳可靠性模型

针对机械零件承受的多级随机载荷,首先运用等强度退化量原理推导出多级随机载荷下的机械零件剩余强度模型,由此公式利用矩法得到剩余强度在随机载荷循环下的均值和方差。然后,利用得到的剩余强度均值和方差,基于满足正态分布的假设,根据一次二阶矩法计算出机械零件的动态疲劳可靠度。最后,通过算例说明了本文方法的可行性,实用性和有效性。     

冲击疲劳载荷下的疲劳裂纹起始与扩展

提出了利用冲击疲劳试验机测定疲劳裂纹起始寿命和裂纹扩展速率的原理和方法，建立了应力强度因子范围△Ｋ与冲击能之间的定量表达式，实验测定了超高强度钢的冲击疲劳裂纹起始寿命与裂纹扩展速率，并给出了相应的表达式。     

多级载荷作用下剩余强度模型的结构元件疲劳可靠性分析

对于多级载荷作用下的结构元件,利用剩余强度模型分析其疲劳可靠性问题。首先运用等强度退化量原理推导出多级载荷下的剩余强度模型公式,并从此公式出发利用矩法得到剩余强度随载荷循环数下的均值和方差,其中考虑了等效作用次数的随机性。最后利用得到的剩余强度的数字特征,基于其满足正态分布的假设,根据一次二阶矩法计算出结构元件的疲劳可靠度。通过算例考察了本文方法的可行性和有效性。     

冲击与循环载荷作用下圆环链疲劳损伤机理研究

圆环链作为矿业运输和港口机械的关键部件,疲劳失效是影响其寿命的关键问题。针对圆环链处于冲击载荷与循环载荷作用下的疲劳损伤,利用Workbench仿真软件分析空载启动、卡链和正常运行工况下的圆环链损伤特性,并利用线性累积损伤原理分析疲劳寿命。研究表明,冲击载荷和循环载荷作用下链环接触位置不同,且循环载荷下环肩部疲劳损伤最大,寿命最短。研究结果为优化链环结构、提高链环寿命提供了参考依据。     

冲击载荷作用下板壳结构的可靠性研究

根据振动方程得到了板壳结构在冲击载荷作用下的响应及其数字特征,基于首次超越破坏机制,建立了板壳结构在冲击载荷作用下的极限状态方程,采用泊松分布方法分析了动力可靠性.最后以某舰局部甲板承受随机冲击为工程背景,对其板壳结构进行了振动可靠性分析.     

复杂载荷下零件疲劳强度可靠性设计

一、引言目前,疲劳强度可靠性设计已得到了越来越多的研究和应用,但仍有许多问题有待解决,载荷分布参数是可靠性设计的主要指标,对于静强度的可靠性设计问题,可以简单的统计分析获得的载荷分布参数。若假设载荷按正态分布,则分布参数可表尔为 N(u、s),这里μ为均值,S 为标准差。如果把这种方法直接用于复杂载荷下的疲劳强度可靠性设计中,很容易引起混乱并导致错误结果。例如,对一段复载荷——时间历程进行统计处理时,一般方法     

随机载荷作用下结构低周疲劳可靠性研究

将影响结构低周疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,基于可靠性分析理论,从概率论和数理统计的角度出发对随机载荷作用下的结构低周疲劳进行了可靠性分析.利用Neuber法得到低周疲劳结构的随机应力和应变响应.将随机载荷作用下的结构低周疲劳表示为材料参数、结构尺寸、载荷等随机变量的函数,并推导出了功能函数对随机变量偏导的表达式.算例显示了该方法的有效性和适用性.     

多次冲击载荷下钒钛球铁的接触疲劳与弯曲疲劳

本文叙述了在多冲载荷下钒钛球铁的接触疲劳与弯曲疲劳的试验过程及结果分析。试验结果表明,钒钛球铁的抗多冲接触疲劳性能不低于18CrMnTi渗碳钢,而高于稀土镁球铁。并具有良好的抗冲击弯曲疲劳性能,在低载荷作用下,即使有应力集中,依然能承受高周次的冲击疲劳考验。认为钒钛下贝氏体球铁具有最佳的综合性能,并具有我国资源的特点,是一种制造齿轮的良好材料。     

随机恒幅循环载荷疲劳可靠度异量纲干涉模型

用于与时间无关的失效模式(例如静强度失效)的失效概率或可靠度计算的"应力-强度干涉模型"已很成熟,但要将干涉分析的概念与方法应用于与时间相关的失效模式(例如疲劳、磨损和腐蚀等)还存在许多困难,即使对于存在不确定性的恒幅循环载荷下的疲劳可靠性问题,目前也还没有像静强度应力-强度干涉模型那样简单、直接、有效的方法及数学模型.在概率统计平均的意义上重新解释传统的两个随机变量干涉分析的基本概念及模型,将干涉模型解释为载荷加权平均模型.具体地讲,就是将应力-强度干涉模型解释、拓展为强度超越(载荷)概率的(载荷)统计加权平均模型,或给定应力下的条件失效概率的随机载荷加权平均模型.这样,传统上只能应用于相同量纲随机变量(例如应力与强度)的干涉模型就可以拓展应用于具有不同量纲随机变量(例如应力与寿命)的情形,例如随机载荷下的疲劳失效概率(寿命小于指定值的概率)或可靠度(寿命大于指定值的概率)计算.应用这样的模型,可以很方便地根据几个确定性恒幅循环载荷下的疲劳寿命分布,预测随机恒幅循环载荷作用下的疲劳失效概率或可靠度.     

某型汽车驱动盘轴向冲击疲劳计算分析

汽车驱动盘是连接汽车发动机曲轴和液力变矩器的重要零件,其性能好坏直接影响发动机的动力输出和运动平稳。基于疲劳分析的相关理论,利用ANSYS软件建立某型驱动盘有限元模型,根据静力分析结果找到驱动盘承受轴向冲击载荷下的危险点,再通过ANSYS-Fatigue疲劳分析模块对盘体进行疲劳寿命分析,计算结果表明其满足设计要求。     

冲击载荷下的磁流变减振器动力学建模与滑模控制

以冲击载荷下的磁流变减振器为对象,设计一单杆长行程冲击型减振器,基于Bingham模型推导建立包括由环形阻尼孔内的摩擦阻尼力、库仑阻尼力、惯性阻尼力、节流阻尼力、结构附加阻尼力和摩擦阻尼力等组成的动力学模型,并利用最小二乘算法辨识模型中关键参数,试验结果证实了拟合的磁流变冲击减振器动力学模型准确性.针对冲击载荷特点,设计基于全状态反馈和指数趋近律控制率的滑模变结构目标跟踪控制器,基于构建的试验平台分析比较On-Off算法、PID算法和滑模控制算法控制效果,结果显示滑模控制算法下的磁流变冲击减振器振动峰值缩减27.33％,活塞行程缩减48.75％,控制效果最为理想.     

冲击载荷下的减震分析与设计

将一个工程实际问题简化为单自由度、双质量系统 ,分析了其在冲击和干摩擦力作用下的位移响应 ,由此推导了吸震弹簧的刚度计算公式 ,并用Matlab编程计算了一个实例 ,在此基础上设计了吸振器     

低周载荷下NiTi微动疲劳寿命预测模型研究

微动磨损加速材料疲劳失效,微动疲劳是微动磨损和普通疲劳共同作用的结果;NiTi形状记忆合金具有良好的耐磨性和抗疲劳特性,可以延缓损伤的发生和扩展;改进原有的微动疲劳寿命预测模型,将微动磨损作为影响微动疲劳寿命的重要因素,引入NiTi微动疲劳寿命预测模型中;给出合理有效的NiTi微动疲劳寿命预测模型.     

Contact Fatigue under Oscillatory Normal Load

Experimental studies were made wherein contact fatigue was brought about by a cyclic variation of normal load applied to the contact between a ball and a flat specimen. Curves of flat-specimen temperature versus time showed that a rapid temperature rise occurred in the initial stage of crack formation rather than after the appearance of fully developed spalls; thus the temperature criterion appeared to provide an early indication of fatigue. Fatigue failure was observed in unlubricated as well as lubricated contact, but with much longer life when unlubricated.

Toroidal rings of hardened and softened material were noted both on and below the contact surface. These hardness variations bore symmetrical relationship to the contact geometry and were apparently related to the stress pattern.

It was found that the fatigue cracks did not initiate in the most severely hardened material but in the material adjacent to it. Further, the slope of the cracks tended to follow the boundary of the hardened region in general direction. Propagation of microcracks in this general direction appeared to be influenced by the prior austenitic grain boundaries. These microcracks at times appeared to propagate along carbide stringers.     

冲击载荷下磁流变阻尼器动态特性分析及模型参数辨识

对自行设计的长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性.通过采用非线性最小二乘法对试验数据拟合,得到基于Herschel-Bulkley磁流变液非线性本构特性的平行平板恒流模型能够准确描述,冲击载荷下后坐过程速度下降阶段磁流变阻尼器的动态特性.针对以上模型在高低速时函数表达不同且形式复杂的缺点,采用双曲正切函数描述低速时阻尼力随后坐速度平滑下降的特性,提出一种形式统一、表达简洁的磁流变阻尼器动态模型,并对模型中的参数进行了辨识.利用所提出的磁流变阻尼器动态模型,在Matlab/Simulink中建立磁流变阻尼器冲击后坐仿真平台,并对本次冲击试验进行数值仿真,结果表明仿真曲线与试验曲线吻合较好,证明以上简化模型的正确性.     

宽带随机载荷下的疲劳寿命统一模型

针对宽带随机载荷下的疲劳寿命预测精度不足的问题,提出以变参数Weibull模型描述载荷峰值概率密度,而非以修正概率密度的误差函数的方式对疲劳寿命进行预测。首先,给出了一般宽带载荷峰值理论概率密度,用变参数Weibull模型实现了概率密度由窄带Rayleigh分布向宽带Gauss分布转变,并讨论了模型参数的范围;然后,根据变参数Weibull模型得到了疲劳寿命预测模型的解析表达;最后,通过实例计算了双峰宽带和连续宽带随机载荷下的疲劳寿命,并与其他疲劳寿命预测模型进行了精度比较。分析表明,所提出的疲劳寿命预测模型精度理论误差为9.68%,试验误差为12.5%,完全满足工程需要,本方法与Dirlik方法相比应用更方便。     

重冲击载荷作用下硬铝合金的损伤行为研究

在自制的冲击实验台上,以一定频率使钢球往复冲击硬铝试件盘,研究硬铝合金在干接触及两种不同黏度的润滑油润滑条件下,随冲击载荷大小及冲击次数变化的表面变形现象。结果表明:冲击时,由于凹坑中心产生的热量不断向边缘传递,使凹坑边缘形成凸起即形成所谓彩虹环;彩虹环高度随润滑油黏度的增加及载荷的增加而增加;润滑油的使用可以降低材料表面的塑性变形和磨损;对于干接触条件,凹坑内部发生微细颗粒碎化,而油润滑时凹坑内部出现微裂纹;微细颗粒碎化及微裂纹的程度均随冲击次数和载荷的增加而增加。     

EPS疲劳试验转矩加载模型分析

目前EPS(电动助力转向系统)越来越多地应用在汽车中,因此对其寿命的估计就变得尤为重要。EPS测试系统主要分为两部分,分别为转矩加载部分和中间轴末端振动加载部分。针对前者,先进行转矩加载来源分析,并在此基础上搭建其动力学模型,再根据建模给出扭矩疲劳测试台的动力学描述,这将成为后续理论计算的根据,更好地为试验台的搭建提供理论基础,具有一定的实际意义。