某型主战坦克扭力轴的疲劳断裂分析与寿命计算

应用断裂力学理论和有限元分析方法对某型主战坦克扭力轴进行疲劳断裂计算和分析,论述裂纹尖端的奇异三角形单元划分技术,在有限元法计算的基础上求解裂纹尖端应力强度因子和裂纹形状系数,并结合Paris公式对某坦克扭力轴的疲劳寿命进行计算。     

扭力轴疲劳寿命影响因素分析

本文分析了装甲车辆悬挂系统关键承力件——力轴加工工艺的重要环节对疲劳寿命的影响,研究并分析了重要工序对扭力轴疲劳寿命的影响程度,便于扭力轴工艺设计人员关注重点工序的设计和制造情况,提高扭力轴的加工制造水平,保证扭力轴整体性能的稳定性。     

风力发电机齿轮箱扭力轴的疲劳分析

应用有限单元法,对风力发电机齿轮箱中的扭力轴的进行了疲劳寿命分析.利用Solid-works和ANSYS-Workbench软件建立了扭力轴的三维有限元模型,并在ANSYS-Workbench中对轴进行了结构疲劳分析,证明其疲劳寿命符合设计要求.     

装甲车辆扭力轴疲劳寿命建模分析

以装甲车辆悬挂系统关键零件扭力轴为对象开展疲劳寿命建模研究,针对扭力轴表面裂纹萌生与扩展两个阶段分别进行寿命建模,重点基于Paris公式建立疲劳裂纹扩展寿命数学模型,并完成不同扭转应力下的数值计算与仿真。建立的两阶段数学模型能够为扭力轴的寿命分析提供理论支撑。     

扭力轴疲劳强度有限元分析与试验研究

采用有限元分析方法对扭力轴强度进行理论分析,对扭力轴轴颈与花键间过渡圆弧处齿根在外载荷作用下的应力分布和应力值进行分析,发现其薄弱环节是过渡圆弧花键齿根;对不同的过渡圆弧半径进行分析,得到了优化的圆弧半径R,并通过试验得到验证。     

履带车辆扭力轴有限元分析

建立工程履带车辆扭力轴三维实体模型,运用ANSYS有限元分析软件,计算扭力轴的模态振型,得出了扭力轴扭转振型,并且运用ANSYS进行瞬态动力学分析,得到了各个危险节点的应力大小,对扭力轴进行疲劳强度分析,为将来提出改进措施提供了可靠的理论依据。     

一种随机多轴疲劳的寿命预测方法

叙述一种多轴随机载荷的疲劳寿命预测方法，该方法首先由多轴随机载荷的权值平均最大剪应变平面确定临界平面，然后以临界平面上剪应变和正应变历史为研究对象，进行多轴载荷压缩处理和多轴循环计数，得到剪应变和正应变的循环计数结果，最后给出多轴疲劳寿命估算模型，并用多轴程序载荷实验验证。     

一种新的随机多轴疲劳寿命预测方法

提出一种多轴随机载荷下的疲劳寿命预测方法。该法首先基于von Mises等效应变和等效应力概念、符号修正公式以及传统的单轴雨流计数法,提出一种多轴随机载荷下的循环计数方法。此法主要针对多轴随机载荷下vonMises等效应变和等效应力历程中的符号丢失问题,建议采用一种符号公式来加以修正,以便于结合单轴雨流计数法对修正后的von Mises等效应变历程进行较为精准地循环计数,从而不仅有利后续疲劳损伤的正确估算,还可使单轴循环计数法能有效地应用于多轴载荷—时间历程。然后分析von Mises等效应变循环内的应变状态,并定义该循环内的临界平面和构造损伤参量的基本参数。最后,将提出的计数方法结合几种常见的临界面多轴疲劳损伤模型以及线性损伤定律,对随机拉—扭加载下的En15R钢薄壁管疲劳试件进行寿命预测验证,预测结果与试验结果吻合较好。     

某型坦克齿轮接触疲劳强度可靠性的Monte Carlo数值模拟

利用MonteCarlo技术与X^2检验,模拟和检验某型坦克传动箱主动齿轮接触应力与接触疲劳强度分布规律,表明接触应力服从正态分布,接触疲劳强度服从三参数威布尔分布。基于应力、强度分布规律的模拟结果,进一步由Monte Carlo方法模拟得到齿轮接触疲劳可靠度在0．99以上。Monte Carlo模拟计算精度取决于模拟次数,当模拟次数达到10^4时,可靠度的模拟误差小于10^-3。对随机参数的敏感性分析表明,影响接触疲劳可靠度的最主要的参数是节点区域系数ZH和材料的疲劳极限应力σHlim。提高齿轮加工精度和选用疲劳极限应力σHlim。较高的材料都会有利于提高坦克传动箱主动齿轮的接触疲劳可靠性。     

转轴裂纹试验及随机疲劳寿命估算

根据扭转转频的二次分量大小和变化，利用相位法对转轴的裂纹进行诊断；利用材料的断裂韧性ＪＩＣ值和测出的裂纹ａ０，用材料裂纹扩展速度ｄａ／ｄＮ判断裂纹扩展规律。     

陶瓷产品烧结的数值模拟

应用多孔体可压缩型刚塑性有限元法建立了陶瓷烧结仿真的数学模型。在此模型中导入了收缩驱动力的概念,并自行开发编制了陶瓷产品烧结数值模拟程序。仿真结果与试验进行了比较,一致性较好。在应用实例中预测了形状复杂产品烧结后的外形和内部相对密度分布,分析了其变形原因。该项研究成果有助于陶瓷产品烧结体的质量控制、降低产品制造费用。     

开孔弹性泡沫材料拉伸变形过程的数值模拟

为了研究低密度弹性开孔泡沫材料的拉伸力学性能,文中建立具有不同胞体几何特性的泡沫材料随机模型,并用有限元方法模拟该材料的拉伸变形过程.同时,从材料的微结构层次上分析弹性开孔泡沫材料拉伸变形的机制,以及相对密度和胞体几何性质对拉伸非线性力学行为的影响.并且,将拉伸应力-应变曲线与Warren和Kraynik的四面体微结构模型的预测结果进行对比,说明数值模拟较好地反映开孔泡沫材料的拉伸变形特征.     

板材多点分段成形工艺的数值模拟研

利用有限元法对板材多点分段成形工艺进行了多工步成形的模拟分析,对多点分段成形过程中金属流动规律及过渡区的变形特点进行了研究,就不同重叠区面积对成形结果的影响进行了对比,并模拟了采用变形协调区的多点分段成形过程。模拟结果表明板料中心曲率值偏低以及强制变形区和过渡区交界处的曲率突变是限制多点分段成形的主要因素。有重叠区的多点分段成形可减缓强制变形区与过渡区交界处的曲率突变现象,但未完全消除剧烈的塑性变形。采用变形协调多点分段成形方法可减缓曲率变化速率,避免局部剧烈塑性变形的发生,并且得到表面质量良好、变形均匀的制品,实现利用小设备成形大型件的目的。     

具有横向裂纹转轴耦合刚度的数值模拟和实验研究

采用有限元和实验分析研究轴向、剪切、弯曲及扭转载荷耦合作用下,含裂纹转轴刚度随各种影响因素的变化规律.采用Dimarogonas法推导6×6维裂纹转轴有限元刚度矩阵.确定网格划分方案,同时考虑d/l、a/R以及加载点与裂纹的位置关系.模拟计算结果表明,随着裂纹深度的增大,ξ向无量纲刚度的变化最快;裂纹深度在3 mm～4 mm时,ξ向、η向的弯曲无量纲刚度差有峰值.随着裂纹细长比的增大,弯曲和轴向的耦合刚度降低.随着裂纹深度比增大,弯曲和轴向的耦合刚度增大.结果与实验结果比较表明,文中方法是正确有效的,且接近实验结果.     

NUMERICAL ANALYSIS AND COMPUTER SIMULATION OF FORMATION OF RESIDUAL STRESSES IN GRINDING PROCESS

ＮＵＭＥＲＩＣＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＡＮＤＣＯＭＰＵＴＥＲＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＦＯＲＭＡＴＩＯＮＯＦＲＥＳＩＤＵＡＬＳＴＲＥＳＳＥＳＩＮＧＲＩＮＤＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳ①ＨｕＨｕａｎａｎＺｈｏｕＺｅｈｕａＣｈｅｎＣｈｅｎｇｚｈｏｕＳｏｕｔｈＣｈｉｎａ...     

基于循环J积分的压力容器疲劳寿命预测的数值模拟

开发出一种基于三维弹塑性循环J积分( J)的压力容器疲劳寿命预测的数值模拟技术。对1台含内壁纵向表面裂纹的实物压力容器进行有限元数值模拟计算和试验测试,结果显示：初始椭圆形表面裂纹在疲劳扩展过程中形状逐渐趋圆并保持圆形继续扩展。裂纹疲劳扩展过程是一个非等速的扩展过程,扩展速度呈现越来越快的趋势。基于J的疲劳寿命预测的数值模拟结果较之基于应力强度因子幅K的结果具有更高的精度,满足工程要求。该技术对于在役含缺陷压力容器的疲劳寿命预测具有重要的应用价值。     

充液箱体受弹丸撞击下动态响应的数值模拟

采用大型通用有限元软件MSC.Dytran,对充液箱体被高速弹头击穿的动态响应过程进行有限元数值模拟.分析两种箱体状态,一种是空箱,另一种是盛水箱,水占箱体容积的4/5.建立所分析问题的有限元模型,用欧拉单元模拟水和空气,用拉格朗日单元模拟子弹和箱体.考虑铝合金箱体和钢制子弹材料的弹塑性变形、应变率效应和几何非线性变形.通过求解,得到子弹击穿过程中箱体壁板的动态应力、应变的时间历程和变形.结果表明,对两种状态,壁板上弹孔附近的变形特点不同,流固耦合的作用显著提高了箱体的应力应变水平,增加了结构全面破坏的危险性.     

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL RESEARCH ON BULLDOZER WORKING PROCESS

A simulative analysis coupled with experiment on behaviors of a soil bed cut by a model bulldozer blade is carried out using the finite element/distinct element method(FE/DEM) facility built in the ELFEN package. Before simulation,the soil specimens are examined through uniaxial tensile/compression,triaxial compression and direct shear tests to obtain model characteristics and relevant parameters,then soil cutting experiments are carried out via a mini-soil bin system with a soil bed of 60/120 mm in width and 10 mm in depth cut by a 1/9 scale model bulldozer blade moving with the velocity of 10 mm/s. The soil constitutive model includes the tensile elastic model for tensile breakage and the compressive elastoplastic relationship with Mohr-Coulomb criterion. The cutting length in simulation is set as 1/4 of that in the experiment divided into 1 869 triangular elements. The comparison between the simulated results and experimental ones shows that the used model is capable of analyzing soil dynamic behaviors qualitatively,and the predicted fracturing profiles in general conform to the experiment. Hence the feasibility for analyzing soil fracturing behaviors in tillage or other similar processes is validated.     

基于随机分析的结构高周疲劳寿命估算

首先,为了克服二参数幂函数只适于表示中等寿命区S-N图线段的局限,文中采用三参数幂函数及两个二参数幂函数两种方法表示S-N曲线中、高周寿命段.然后,基于随机过程、Miner线性累积损伤理论及构件P-S-N曲线,分别导出窄带和宽带情况下适用于高周疲劳且具有一定可靠度的疲劳寿命计算公式.最后,对一随机加速度功率谱作用下的机载杆天线进行疲劳寿命估算.