起重机吊钩等效应力非线性可靠性灵敏度分析

为描述起重机吊钩提升重物非线性时域内等效应力分布规律,改善其设计优化的合理性,考虑多种随机变量,融合有限元法和响应面法进行了吊钩等效应力的可靠性灵敏度分析。通过在非线性载荷下的结构分析,计算出吊钩等效应力的分布情况,选取等效应力最大点作为输出响应对吊钩进行概率分析;在计算点处考虑随机变量的影响,结合响应面拟合蒙特卡洛法计算出吊钩等效应力分布概率和符合设计要求的可靠度,并分析了影响等效应力的随机变量灵敏度。结果表明:吊钩等效应力和安全概率基本符合设计要求;得出了吊钩等效应力分布的主要影响因素是等效载荷,灵敏度概率达到96.19%。     

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.     

基于随机载荷的柴油机曲轴疲劳主动可靠性研究

文中基于复杂条件下的载荷,探讨适用于柴油机曲轴的可靠性研究方法.从可靠度的3个核心问题--基本变量、功能函数和可靠度算法入手,以应力荷载及其作用循环数作为基本随机变量,依据基于韧性的疲劳累积损伤研究结果确定功能函数,通过循环调用所述计算可靠度指标等的方法,可以确定指定寿命任意置信水平下的可靠度.同时利用结构可靠度方法得到的变量分布信息,结合实验数据考察了特定应力水平下疲劳寿命与可靠度之间的关系,计算结果显示可靠性随着寿命要求的提高而降低.     

某型发动机涡轮叶片的蠕变寿命分析

针对某型航空发动机的涡轮叶片,开展了应力计算,进行给定转速和温度场条件下的弹塑性有限元分析,得到应力场;对叶片上的危险位置和最大应力值进行分析,计算提高工况时的涡轮叶片的应力场,分析温度场提高和转速提高对叶身应力分布的影响和最大应力值的变化程度;针对温度场和离心载荷分析计算的结果,对于涡轮叶片结构设计、故障预防维修以及航空发动机整体可靠性有重要意义。     

2吨叉车门架的可靠度分析及计算

机械零件的常规强度计算方法是按工作状态最大载荷进行静强度计算,或按工作状态正常载荷(等效载荷)进行疲劳强度计算,一般均采用许用应力法(即安全系数法)。这种方法的特征是把强度计算中各个参数看成确定值。而可靠性设计把强度计算的各个参数按随机变量处理。它用概率论和数理统计的观点研究强度问题。可靠性设计计算理论不但能在给     

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.     

具有不确定性的恒幅循环载荷疲劳可靠度异量纲干涉分析方法

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,是将应力一强度干涉模型解释、拓展为强度超越载倚概率的(载荷)统计加权平均模型,或作为应力水平函数的条件疲劳失效概率的载荷统计加权平均模型.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,或载荷循环数与疲劳寿命)的干涉模型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,即具有不确定性的循环载荷下的疲劳失效慨率(寿命小于指定值的慨率)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具有不确定性的恒幅循环载荷作用下的疲劳失效概率或可靠度.文中还证明,先由寿命分布推导给定寿命下的疲劳强度分布,再根据应力-强度干涉模型计算可靠度的传统公式本质上与文中提出的统计平均模型是一致的.     

埋地管道近场外爆载荷计算与管道响应研究

以埋地管道为研究对象,建立了管道、内部流体与土体三维有限元模型,对埋地管道外爆载荷及管道响应进行了计算,得到管道、管道内流体、管土间耦合方式对爆炸冲击波及管道响应的影响情况。计算结果表明,由于管道结构对爆炸冲击波的反射作用,使得管道表面的爆炸压力增大;管土间采用罚函数耦合方式要比完全耦合方式下的外爆峰值压力减小80%以上,而管道受到的最大应力峰值减小70%以上;由于管道内流体对爆炸压力的缓冲作用,使得管道表面承受的外爆载荷降低,管道应力峰值降低10%左右,管土间采用完全耦合方式下管道最大应力发生在管道迎爆面正对爆心一侧,管土间采用罚函数耦合方式下管道最大应力发生在管道上下侧面。     

基于ANSYS的EBZ40型掘进机油缸强度分析

为提高掘进机的使用寿命,以EBZ40回转平台支撑油缸为例分析液压油缸应力分布情况.首先,基于EBZ40型掘进机工程图纸建立液压油缸的有限元计算模型,初步拟定液压油缸两种极端的载荷工况.分析得到液压油缸在两种工况载荷作用下,最大应力值为166.1 MPa,最大应力远小于材料的屈服强度,但液压油缸局部存在应力集中的区域.为提高液压油缸的可靠性,提出了两条工艺性改进意见,该研究对提高掘进机使用性能具有参考意义.     

基于极值响应面法的叶盘应力可靠性分析

针对航空发动机叶盘动态可靠性问题,提出了一种极值响应面法。该方法首先综合考虑了温度载荷和离心载荷的影响作用,通过确定性分析找到叶盘最大应力点;然后以叶盘材料密度、转速和温度作为输入随机变量,随机小批量抽取随机变量样本,得到叶盘应力在分析时域内的动态输出响应,并取各组动态输出响应在分析时域内的最大值,建立极值响应面函数;最后,应用蒙特卡罗法对ERSF模型进行大批量抽样,获得叶盘动态可靠性指标。