某型涡轮增压器轴流涡轮疲劳寿命预测分析

针对船用涡轮增压器在发动机实际工况下的疲劳失效模式,基于发动机的耐久试验任务剖面,分析了增压器在不同工况下运行时的涡轮转速的变化规律,计算了船用涡轮增压器涡轮疲劳危险部位的应力变化情况,其最大应力出现部位位于叶片根部,最大应力值为647MPa。利用线性Miner累计损伤法则,统计出涡轮增压器涡轮在发动机整个耐久试验任务剖面过程中的总损伤量为0.004,根据总损伤量和耐久试验总时长,推算出涡轮增压器涡轮的寿命为33334h;通过拉森-米勒参数法分析计算在工作状态下,涡轮的蠕变寿命为316227h,为后续涡轮可靠性分析提供理论参考。     

增压器涡轮叶片疲劳蠕变寿命预测方法

根据径流式增压器涡轮的结构与工作特点,分析了涡轮叶片的载荷与应力空间分布特征;针对增压器涡轮由疲劳与蠕变交互作用引起的叶根断裂失效模式,研究了增压器涡轮叶片叶根的载荷与应力变化历程,建立了涡轮叶片叶根的载荷与应力描述方法;然后建立了增压器涡轮叶片叶根疲劳蠕变寿命预测方法及模型,并运用建立的模型对增压器涡轮叶片叶根进行了寿命评估。     

基于耦合传热的涡轮增压器涡轮箱有限元分析

基于涡轮增压器涡轮箱传热机理,采用专业CFD软件和FEM软件分别建立了涡轮箱流体区域和固体区域网格仿真模型。在流体域建立多重旋转坐标系,精确计算出涡轮箱流场、壁面传热系数及温度。应用流固耦合的仿真方法对涡轮箱进行耦合传热分析,得到涡轮箱固体域的温度场并对其进行热应力分析。与实验结果对比发现,仿真模型的温度场符合实际涡轮箱温度分布,最大误差仅为3.3%。该涡轮箱耦合传热模型具有较高的精度,为涡轮增压器的设计优化提供了依据。     

水射流增压器往复密封件疲劳寿命分析

水射流增压器内超高压往复密封件易发生疲劳断裂,迫使水射流系统停机维护,造成一定经济损失。应用ABAQUS和FESAFE对密封件建立有限元模型并进行联合仿真,找到密封件最易产生疲劳裂纹的危险点。对比UHMWPE与PA6两种不同材料的密封件在不同压力下的疲劳寿命,为密封件结构设计和材料选择提供一定的参考。     

增压器涡轮箱放气阀端面加工工艺

增压器涡轮箱是我厂增压器分厂的主要产品之一,每年承担加工的品种约有20～30种。有的品种为科研项目,只需加工1～10件;有的品种为小批量生产,需加工100～500件;有的则为定型产品,需要大批量生产,年生产量约3万件。针对不同品种的加工特点、数量,需要设计相应的加工工艺。涡轮箱主要有两大类,一类是有放气阀,一类是没有放气阀,而放气阀的端面加工精度要求较高。针对放气阀端面的加工,根据不同批量选择了不同的加工工艺。     

高速喷漆涡轮转子轴疲劳寿命分析

通过对高速喷漆涡轮转子轴质量等效,将涡轮系统复杂振动转化为简单的单自由度振动问题。在此基础上,论述了等幅应力下有限疲劳寿命分析方法,推算出高速喷漆涡轮转子轴有限疲劳寿命,分析了该转子轴直径、悬臂长、振动幅值及偏心距对疲劳寿命的影响规律。为转子轴的维修和制造奠定基础。     

涡轮增压器

涡轮增压器：它本身并不是一种动力源,而是利用发动机排出的废气能量驱动涡轮高速旋转,带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转,将新鲜空气压缩输入发动机气缸,这样就增加了燃烧室内氧气含量,从而改善了燃油的燃烧条件,提高了发动机功率,降低了燃油消耗,减少了废气有毒物质的排放,并可降低噪声,从而最终实现环保节能、提高功率的作用。     

基于某电动汽车电池箱焊点的疲劳寿命预测与优化

基于焊点疲劳寿命预估理论,联合HyperMesh和Abaqus软件对某电池箱进行定频振动分析,得到响应的应力结果;在nCode软件中关联有限元载荷工况与时间历程,结合焊点材料的疲劳特性和Miner线性累积损伤法则计算得出焊点的疲劳寿命,并与试验破坏情况进行对比,验证了电池箱焊点疲劳寿命分析方法的有效性。同时对电池箱的焊接薄弱区域进行焊点优化布置,提高了焊点整体的疲劳寿命。     

非对称循环疲劳寿命研究及涡轮盘概率寿命分析

提出基于试棒非对称循环疲劳实验数据的发动机轮盘低周疲劳寿命可靠性分析方法.通过250℃恒温两种不同应变比下GH4133材料疲劳实验,得到应变疲劳寿命曲线.通过有限元数值模拟标准试棒寿命,说明用非对称循环应变寿命曲线估算结构寿命比对称循环应变寿命曲线估算更准确.最后采用所提方法计算分析某涡轮盘销钉孔边低周疲劳概率寿命,寿命数值计算结果与试验结果吻合良好.     

某涡轮盘低循环疲劳寿命预测及试验验证

使用有限元计算方法对某涡轮盘进行应力分析,得到涡轮盘应力分布和涡轮盘危险部位;采用局部应力应变法对该涡轮盘进行低循环疲劳寿命预测,证明该方法满足设计要求;对涡轮盘进行低循环疲劳试验,描述了试验加载方法,试验结果表明涡轮盘可满足5 200次寿命要求。     

叶型柔性铰链疲劳分析与寿命预测

柔顺机构在工作时,其柔性部件往往要承受周期性载荷,因此柔顺机构往往比刚性机构更容易发生疲劳失效。研究了叶型柔性铰链的疲劳性能。首先,基于临界平面法疲劳准则,利用修正的叶型柔性铰链应力公式,建立了叶型柔性铰链疲劳寿命预测模型。然后进行了疲劳实验研究,实验结果验证了该模型的可行性与有效性。给出了叶型柔性铰链的位移-寿命(w-N)曲线以及可靠度-位移-寿命(P-w-N)曲线簇,给出了两种叶型柔性铰链疲劳寿命经验公式,可用于不同可靠性要求的场合。最后分析了柔性铰链厚度t对疲劳性能的影响,结果表明随着厚度t的增加,疲劳性能有明显改善。研究结果为叶型柔性铰链的设计提供了重要参考。     

螺栓疲劳寿命预测

通过材料疲劳寿命方程回归、有限元计算,应用局部应力应变法,预测了螺栓试样疲劳寿命,螺栓试样疲劳试验验证了该方法的适用性及螺栓接触有限元计算结果的精确性.     

发动机增压器蜗壳低周疲劳寿命研究

发动机零部件处于交变载荷工况时,由于温度变化,会产生较大的应力幅值,可能导致低周疲劳开裂。对此,对发动机增压器蜗壳进行低周疲劳寿命研究。在研究中,基于低周疲劳理论,对发动机增压器蜗壳处于冷热冲击试验工况进行瞬态温度场分析,并进行低周疲劳寿命分析,由此得到蜗壳的寿命分布。     

涡轮增压器叶片振动分析

为了控制某种型号涡轮增压器的压气机进气口存在的振动及噪声等问题，先通过三维坐标仪进行测量，然后用CAD软件进行三维建模，并利用有限元软件对涡轮和叶轮大小叶片进行了模态分析，得到了叶片的各阶固有频率以及相应振型。对比增压器的工作转速和叶轮与涡轮叶片旋转通过频率，找出了叶片共振的频率，从而为有效地控制压气机进气口振动及噪声大等问题提供了理论依据。     

基于QAR数据的高压涡轮叶片疲劳-蠕变寿命预测

基于发动机运行产生的快速存取记录器(Quick Access Recorder, QAR)数据,提取右发高压涡轮转速比N₂(高压涡轮实际工作转速与设计转速之比)编制涡轮叶片载荷谱。建立流热固耦合模型,结合QAR数据及热力分析确立计算所需热边界条件,采用有限元软件对流热固耦合问题进行求解,得到不同工况下高压涡轮叶片的温度、应力、应变分布。采用Manson-Coffin模型和Larson-Miller模型分别进行叶片疲劳、蠕变寿命的预测,重点分析了叶片有无冷却对于寿命的影响,最后通过线性损伤累积理论得到叶片的疲劳-蠕变寿命。结果表明,叶片考虑内冷问题后疲劳寿命有所提高、蠕变寿命显著提高,预测得到的疲劳-蠕变寿命和实际寿命相近,可用于发动机涡轮叶片剩余寿命的预测及维修计划的制定。     

椭圆柔性铰链疲劳失效分析与寿命预测

针对柔顺机构中柔性铰链受到交变对称循环载荷的作用下,使柔性铰链最薄弱处容易产生应力集中,导致柔性铰链疲劳失效问题,以柔顺机构中椭圆型柔性铰链为研究对象,以材料力学中纯弯曲理论为基础,推导椭圆柔性铰链切口处最大集中应力计算公式;利用ANSYS仿真分析,对比验证了计算公式的准确性与可行性;在此基础上,通过引入线性回归方法,建立椭圆型柔性铰链寿命预测模型,既可以预测椭圆型柔性铰链的疲劳寿命,也可以解决疲劳失效问题。通过实例验证了该模型的正确性与有效性,可为其他类型柔性铰链的疲劳失效与寿命预测提供重要参考。     

起重机箱型梁疲劳裂纹与寿命预估

起重机疲劳裂纹是起重机破坏的主要形式之一,根据断裂力学与损伤力学,给出了单一裂纹的线弹性与弹塑性的应力强度因子和恒幅载荷与无级变幅载荷下的疲劳裂纹扩展公式,推导出了在无级变幅载荷下多裂纹的应力强度因子公式.运用起重机数据记录仪测得的数据,结合峰值计数法,得出起重机箱形梁的应力谱.结合实例对1台在役起重机箱型梁疲劳裂纹进行分析,实例表明,推导出的疲劳裂纹公式能够正确快捷地求出箱型梁的疲劳寿命;对特种设备检验以及减少起重机疲劳事故的发生具有重要的工程价值.     

桥式起重机疲劳寿命预测

对某企业使用多年的桥式起重机进行了主梁疲劳寿命分析,这对于减少疲劳破坏事故的发生,以及指导起重机的设计、制造、检验、管理与故障分析都具有重要的意义.     

复合材料的疲劳寿命预测

较详细地介绍了疲劳寿命预测的剩余刚度，强度和疲劳模量模型，并且指出了这些方法的主要不足。在此基础上提出了一种基于疲劳损伤过程能量衰减的剩余能量模型，以及进行复合材料结构疲劳寿命预测的二元方法的构想。