小水线面双体船连接桥结构疲劳强度试验

针对小水线面双体船连接桥部位应力集中严重,疲劳强度问题突出现象.以某型小水线面双体船为例,通过全船有限元计算方法,确定了疲劳问题严重的连接桥结构部位,设计了实尺度疲劳试验模型.通过疲劳试验获得了典型载荷工况下的疲劳寿命值,采用极大似然法绘制S-N曲线.在此基础上对船体典型节点部位进行疲劳强度评估,并与规范校核结果进行比较.评估结果表明,采用试验所得S-N曲线计算时所得疲劳寿命较大.试验结果对小水线面双体船的结构设计具一定的借鉴意义.     

正交异性钢桥面板U肋与桥面板焊缝连接处疲劳试验研究

以九江长江公路大桥主跨钢箱梁结构为研究对象,通过对实桥结构的有限元分析,确定了能够反映正交异性钢桥面板U肋与桥面板焊缝连接处受力状态的疲劳试样;依据理论分析和静载试验,获得了加载载荷与研究部位应力的对应关系;通过疲劳试验得到了该结构细节的疲劳破坏形式、应力-寿命曲线及容许应力幅值,为大桥的疲劳寿命评估、健康检测及养护维修提供依据,也为其它桥梁设计提供参考.     

基于ANSYS Workbench的电动车车架疲劳分析

为优化电动车车架设计及后续改进,通过三维软件Solidworks对电动自行车车架进行三维建模,并导入ANSYS Workbench软件从而获得有限元模型.根据车架实际试验要求,对有限元模型进行结构的静力分析,获得车架各部分应力应变情况,随后分别进行恒定载荷疲劳分析和随机载荷疲劳分析;在此基础上,对车架在不同工况环境下的寿命进行分析评估,探讨不同工况下寿命随载荷的变化情况,找出应力集中部位和容易产生失效的部位.     

铸态球墨铸铁基体组织对疲劳强度的影响

通过试验，对比分析了以铁素体为基体的球墨铸铁的疲劳寿命，研究了球墨铸铁的基体组织对疲劳强度的影响。试验结果表明：球墨铸铁的疲劳寿命与珠光体含量越高，疲劳寿命越长。     

动车水箱疲劳振动试验及数值模拟研究

轨道车辆及车载设备大量使用焊接结构,其在振动载荷作用下的疲劳破坏通常发生在焊缝处.针对动车水箱焊缝疲劳寿命开展随机振动台架试验及数值仿真研究.在台架试验中,按试验规范输入强化加速度随机振动自功率谱,检验该水箱是否满足疲劳寿命的要求.在进行数值模拟研究中,按试验工况条件建立水箱疲劳寿命仿真模型,其中将振动试验的激振信号作为仿真的输入载荷,采用壳单元建立水箱构件及焊缝的有限元模型,通过附加质量等效内部液体,根据BS7608标准确定相应焊缝的S-N曲线,采用名义应力法预测水箱焊缝在试验工况下的疲劳寿命.仿真所得焊缝失效部位及疲劳寿命与振动台架试验结果基本吻合,说明该焊缝疲劳寿命预测方法的正确性,为焊接结构疲劳设计提供有效的分析算法.     

沥青混合料小梁疲劳试验数值模拟及其寿命预测

沥青路面的裂纹扩展及疲劳寿命对沥青路面的设计和维护具有重要意义。通过对三点弯曲疲劳试验的沥青混合料小梁在不同位置预切口，对不同类型裂纹的试件进行疲劳试验，并利用耦合的无单元伽辽金/有限元法，对试验过程进行数值模拟，利用广义Paris公式预测试件的疲劳寿命，并同试验结果进行了比较。结果显示．数值模拟和试验结果接近，可以应用于沥青路面的疲劳裂纹扩展模拟和寿命预测。     

考虑铆钉位置不确定性的异种轻质金属铆接接头疲劳寿命优化

针对铆钉位置坐标对铆接接头疲劳寿命的影响问题,采用单行替换法来实现了铆接接头的寿命优化。首先,对铝合金自冲铆接接头进行单调拉伸和疲劳试验研究,通过试验数据拟合获得S-N曲线。然后,建立自冲铆接结构的有限元模型,通过Abaqus进行循环载荷作用下的铆接接头力学分析,研究了铆接点位置对铆接接头力学性能的影响。最后,将铆接点的坐标作为设计变量,铆接结构疲劳寿命为优化目标,基于单行替换法进行全局寻优,获得了铆接接头最大疲劳寿命时的位置坐标,为技术人员开展铆接接头设计提供了参考依据。     

驱动桥壳瞬态动力学与疲劳寿命的有限元分析

采用有限元法对某驱动桥壳进行瞬态动力学分析,得出了驱动桥壳在函数载荷作用下的位移与动应力-时间响应值;根据驱动桥壳的动应力分析结果,利用有限元法对驱动桥壳进行疲劳寿命分析,得到了桥壳整体的疲劳寿命分布,其危险部位主要分布于板簧座区域,与台架疲劳试验结果基本一致。     

微型汽车驱动桥壳的疲劳寿命预测

分析了疲劳损伤理论在疲劳寿命预测中的应用,并基于该疲劳损伤理论对微型车驱动桥壳进行仿真计算。考虑了桥壳焊缝部位对桥壳整体的影响,针对焊缝进行建模,并且对其赋予BS7608—1993标准中与其结构、受力对应的S—N曲线。通过台架试验验证了仿真计算结果的准确性,基于有限元技术的疲劳寿命预测方法能较准确地预测结构的疲劳寿命,对产品的设计和开发有一定的指导意义。     

机械弹性车轮疲劳寿命及其影响因素研究

为提高机械弹性车轮的可靠性和耐久性,对其疲劳寿命进行了研究。结合机械弹性车轮的结构及承载方式,建立了疲劳试验的有限元模型;采用幅值、频率相同的正弦载荷和余弦载荷模拟车轮骨架载荷循环过程;基于Miner线性疲劳累积损伤理论进行疲劳寿命预测。分析表明:车轮骨架的疲劳破坏主要集中在弹性环组合卡与铰链组的连接部位,最小疲劳寿命为4.03×10~5次;随着铰链组个数、铰链组横截面积的增加,疲劳寿命呈非线性增加;随着实际负荷的增加,疲劳寿命呈下降趋势。     

结构疲劳试验寿命数据分布类型对其使用寿命的影响

对于飞机结构疲劳试验寿命数据,工程上一般采用概率纸结合相关系数法来确定其分布类型,但用此方法,有时同一试验数据既能通过对数正态分布又能通过双参数Weibull分布的检验,而不同分布时疲劳寿命分散系数不同,用不同分散系数计算出的结构使用寿命有时会有较大的差别,给结构的定寿延寿工作带来困难。本文对此问题进行了研究,结论为:当可靠度要求低于99%时,可以采用概率纸结合相关系数法来确定其分布类型;当可靠度高于99%时,应该采用效率较高的分布检验法。     

浇注式沥青混凝土疲劳寿命的能量法

根据应变控制模式下的4点弯曲疲劳试验方法,用能量法研究了浇注式沥青混合料抗疲劳性能。通过多个应变水平下的疲劳试验,得出浇注式沥青混凝土的疲劳寿命与累积耗散能在双对数坐标下的线性关系。并回归出了浇注式沥青混合料在不同应变水平下疲劳寿命预测方程。用Maxwell模型分析了浇注式沥青混合料疲劳破坏与能量耗散的关系,并将滞后回线和滞后角引入到浇注式沥青混合料疲劳性能研究中,得出滞后角大的混合料有更好的抗疲劳性能。     

橡胶球铰疲劳裂纹扩展寿命预测

通过橡胶纯剪试样疲劳裂纹扩展试验,得出了裂纹扩展速率与撕裂能之间的关系;以单位撕裂能范围为损伤参量,建立了复杂应力状态下的橡胶疲劳裂纹扩展寿命预测模型.基于ABAQUS有限元结构分析和橡胶材料等效应力计算方法,得出橡胶球铰在疲劳载荷下的单位撕裂能范围;对橡胶球铰的疲劳裂纹扩展寿命进行分析预测,并通过产品台架疲劳实验进行验证,结果表明橡胶球铰经过200万次疲劳试验后无明显裂纹,没有发现失效破坏,与寿命预测值基本吻合.     

航空发动机压气机叶片疲劳寿命的研究

根据航空发动机压气机在实际工作中已用时间不同的两组叶片的恒幅振动疲劳试验数据 ,通过统计分析确定其疲劳破坏前应力循环次数的分布。根据 Miner疲劳损伤累积理论 ,找出叶片在实验中与在实际工作中所受疲劳损伤的当量关系 ,从而确定新叶片在实际工作中疲劳寿命的分布 ,并计算出新叶片在一定可靠度下的疲劳寿命。     

拉—拉变幅载荷下45钢切口件疲劳寿命的分布及其模拟

根据45钢切口件疲劳寿命表达式中疲劳抗力系数和疲劳门槛值物理意义及概率分布,提出了一种新的模拟45钢切口件变幅载荷下疲劳寿命实验及其分布的方法,并与拉－拉变幅载荷下的实验结果进行了比较,结果表明,45钢切口件在变幅载荷下的疲劳寿命分布的模拟结果服从对数正态分布,并与实验结果符合得很好。     

中口径自动舰炮输弹簧的疲劳寿命及损伤分析

本文研究了中口径自动舰炮输弹簧的疲劳寿命及损伤规律.研究指出,该弹簧断裂属高周疲劳破坏,以线弹性断裂力学为基础的寿命估算与实验结果吻合较好;研究得到弹簧疲劳寿命损伤曲线,并指出弹簧端环上的钢印压痕造成约70%的疲劳寿命损伤;研究认为,只要保证弹簧热处理质量,采用合理的喷丸工艺,并避免压痕,该弹簧可以满足服役性能要求.     

汽车少片变截面板簧的疲劳寿命仿真设计

利用基于非线性有限元仿真分析的疲劳设计方法,对少片变截面板簧进行了疲劳寿命试验仿真分析,确定出板簧的疲劳破坏发生区域,然后基于材料的S-N曲线,利用ANSYS疲劳分析模块进行板簧的疲劳寿命设计计算。该疲劳寿命分析方法可以较准确地得出板簧产品的疲劳寿命,节约了疲劳试验成本。     

高速铁路隧道基底软岩动力累积损伤特性

利用相似材料模拟高速铁路隧道基底软岩,采用荷载控制和非对称正弦波循环加载方式对软岩试件进行动三轴疲劳与损伤检测综合试验。通过试验结果分析,建立了软岩3参数多项式疲劳寿命计算模型和4参数多项式累积损伤参量计算模型,获得了软岩疲劳损伤特性,即：软岩疲劳破坏表现为端部拉-剪复合破坏和中部压-剪复合破坏两种模式;疲劳破坏全过程表现为初始微孔隙压密、裂纹发生与稳定扩展以及损伤裂纹加速发展3个发展阶段;软岩疲劳寿命主要取决于本身强度和动应力水平,强度愈高、动力应力水平愈低,其疲劳寿命就越长;当动应力水平相同时,软岩疲劳寿命与其弹性模量呈线性增长关系。     

铸钢节点对接焊缝有效缺口应力分析

为了研究铸钢节点对接焊缝的疲劳性能和寿命评估方法,对一种常用的铸钢热轧钢对接焊缝试件进行了疲劳试验研究,得到了刚度、位移与疲劳寿命阶段之间的关系。根据疲劳试验现象和断面的电镜扫描结果,提出了该类试件的疲劳失效机理。此外,采用有效缺口应力法预测了铸钢节点对接焊缝的疲劳寿命,并在考虑了平均应力和焊接残余应力的前提下,提出了改进的有效缺口应力法,分别将预测结果与实测疲劳寿命进行了对比。研究结果表明：铸钢节点对接焊缝的疲劳过程可分为稳定阶段和断裂阶段。稳定阶段占总寿命比例≥80%,断裂阶段≤20%。有效缺口应力法能在一定程度预测疲劳寿命的变化趋势,但结果偏危险,改进的有效缺口应力法能提供较安全的预测结果。