基于LMS的舱门机构中曲杆的疲劳寿命仿真分析

应用虚拟样机疲劳寿命预测方法,对飞机内埋弹舱舱门机构中的曲杆进行了疲劳寿命分析.利用LMS.Virtual.Lab多体动力学系统仿真软件,建立起舱门简化机构的多体仿真模型,结合有限元方法和多体动力学分析,获得曲杆上的载荷时间历程,再根据材料的疲劳性能对曲杆进行疲劳寿命预测.结果表明,曲杆的疲劳寿命符合舱门机构的设计要求.     

一种舰用橡胶减振器疲劳寿命预测方法研究

针对橡胶减振器在舰船设备应用中常伴随着不可预见的疲劳失效问题,对舰用BE-300型橡胶减振器疲劳寿命预测方法进行了研究。基于连续介质力学理论,通过开展橡胶材料拉伸疲劳试验,建立了减振器橡胶材料的疲劳寿命预测模型;根据减振器橡胶材料的单轴拉伸和单轴压缩试验数据拟合结果,选择2阶多项式本构模型进行了橡胶减振器的有限元仿真;根据有限元仿真计算结果提取了橡胶减振器的最大主应力分量,结合橡胶材料疲劳寿命模型预测了橡胶减振器的疲劳寿命。研究结果表明:选取不同的疲劳损伤参量所得到的寿命预测结果并不相同,以等效应变为损伤参量对橡胶减振器寿命进行预测得到的结果与实际情况较为符合,该方法可用来预测舰用橡胶减振器的疲劳寿命。     

K403合金高温低周应变疲劳寿命预测方法研究

对材料K403进行700℃应变控制的低周疲劳试验.用Manson-Coffin方程进行数据处理,并对该材料700℃时的低周疲劳寿命进行预测.针对在用Manson-Coffin方程进行数据处理时出现负的塑性应变和寿命预测结果不理想的情况,提出一种基于应力疲劳和Manson-Coffin方程的等温低周应变疲劳寿命预测方法,并用该方法对材料K403在700℃时的低周疲劳数据进行处理,得到寿命预测方程.通过寿命预测发现,该方法得到的寿命预测方程不仅使试验数据得到充分的利用,而且寿命预测能力较Manson-Coffin方程的寿命预测能力有明显提高.     

汽车钢板弹簧CAE仿真分析与台架试验对标研究

针对新设计汽车钢板弹簧，有物理试验和计算机辅助工程(Computer Aided Engneering, CAE)仿真两种手段来评估板簧的疲劳寿命，物理试验周期长、费用高，CAE仿真周期短、费用低。目的是找出一种应用CAE仿真分析手段来有效分析预测钢板弹簧疲劳寿命的方法，从而实现缩短板簧开发周期并降低开发成本；对钢板CAE仿真和台架试验进行了刚度及强度的对标分析，找出了能够准确模拟刚度和强度的CAE刚强度仿真方法；在确保CAE仿真模型能准确分析板簧刚强度的基础上，通过实测板簧材料疲劳性能曲线，基于Miner累积损伤理论，应用不同表面修正系数对钢板弹簧进行寿命分析，并和疲劳台架试验对标进行分析，找出了一种能够较为准确评估板簧寿命的CAE疲劳仿真分析方法。最终形成了一套基于CAE分析的较为可靠的钢板弹簧疲劳寿命预测方法，该方法有效性较好，对有效预测汽车钢板弹簧的疲劳寿命具有较高的工程价值。     

基于弹塑性有限元法的冷挤压模具应变法疲劳寿命分析

对冷挤压模具的低周疲劳破坏进行了寿命分析.首先对模具采用弹塑性热力耦合模型进行了成型过程仿真,获得了成型过程中模具完整的应变-时间历程;然后采用Fortran语言对MSC.Marc分析后处理文件进行修改,删除不需要的模型数据和结果数据,对后处理文件重新进行封装,将需要的弹塑性结果导入到专用疲劳分析软件MSC.Fatigue,使用应变寿命法进行了疲劳寿命预测,获得了模具疲劳寿命分布云图.分析结果与实际情况符合良好,预测寿命具有较高的可信度,实现了挤压模具完整的疲劳寿命预测,为基于疲劳寿命的模具结构设计提供了一整套可行的方法.     

液压挖掘机动臂应力谱获取与其疲劳寿命预测

针对挖掘机疲劳寿命预测中缺乏实验数据支持、获取关键节点应力谱不准确、S-N曲线修正过于保守等问题,文中采用理论计算结合实测油缸推力变化得出齿尖挖掘阻力,应用ADAMS与ABAQUS联合仿真得到符合真实情况下动臂各节点应力谱,并用实测数据验证其准确性;通过对应力谱进行雨流计数统计,并引入DFR法对标准S-N曲线进行修正,结合Miner疲劳累积准则对动臂结构疲劳寿命进行预测。根据预测结果表明,预测寿命符合实际设计要求。该方法不仅提高了仿真结果的真实度,而且提供了一套精确的疲劳寿命预测方法。     

振动载荷下薄板疲劳寿命预测

为避免因时域信号过长而无法加载的情况,采用传递函数理论进行应力危险部位处应力功率谱密度仿真与实验验证。根据带宽系数确定Dirlik的寿命预测方法,结合S-N曲线进行基于功率谱密度下的疲劳寿命预测,并通过时域法进行寿命结果验证。结果表明:Dirlik方法寿命结果和时域法相对误差较小,寿命预测方法准确,为提高汽车零部件的疲劳寿命精度研究提供参考。     

汽车控制臂后衬套台架试验疲劳寿命分析

实现多轴工况下的橡胶部件的疲劳寿命预测具有重要意义,对橡胶衬套的台架疲劳试验寿命进行预测,研究和分析实现衬套多轴疲劳寿命预测的一些关键问题。进行衬套部件的台架疲劳试验,获得了部件的试验疲劳寿命。选定疲劳损伤模型,进行橡胶材料的疲劳寿命测试,拟合模型参数;使用有限元仿真和线性叠加法计算得到衬套在台架疲劳试验中的应力和应变响应;对衬套的台架试验疲劳寿命进行预测,分析损伤参数、载荷相位、线性叠加等因素对疲劳寿命的影响。结果表明,该文的材料疲劳试验方法和寿命预测方法能够较好地预测橡胶衬套台架疲劳寿命;对于台架试验工况,损伤参数对寿命影响不大,载荷的相位对寿命影响较大,线性叠加引起的误差不大。     

一种基于平均应力强度因子的焊点疲劳寿命预测方法

传统的焊点疲劳仿真分析方法主要有基于力的LBF方法和基于应力的LMS方法,针对这两种方法所存在的预测精度不高、建模和计算效率偏低等问题,提出一种新的焊点疲劳寿命预测方法,该方法从断裂力学的角度考虑焊点的疲劳失效,采用一种模块化焊点模型,通过有限元提取焊点周围各节点的节点力和力矩,进而推算出焊点裂纹在板厚扩展路径上的平均应力强度因子作为疲劳寿命的评价参量。通过对HSLA340GI和DP600GI两种高强钢材料、4种不同厚度的电阻点焊接头进行剪切疲劳试验,将该平均应力强度因子与试验所得的焊点疲劳寿命数据进行双对数回归分析,得到一条平均应力强度因子与疲劳寿命的拟合曲线作为焊点的疲劳寿命预测曲线,并与传统的LBF和LMS方法进行预测精度的对比分析,结果表明本文的焊点疲劳寿命预测方法的预测精度高于传统的LBF和LMS方法。     

轮毂轴承旋转弯曲疲劳寿命分析及可靠性评估

轮毂轴承的寿命和损伤是直接影响汽车寿命和安全性的重要因素之一.本文对第三代轮毂轴承的旋转弯曲疲劳寿命进行预测,首先应用ABAQUS进行动力学有限元仿真,其次用nCode寿命分析软件得出模型的寿命云图预其测疲劳寿命.然后用旋转弯曲疲劳试验机进行试验,分析试验数据,以此验证旋转弯曲疲劳寿命预测模型的可行性.最后,对试验结果进行可靠性分析,以可靠性函数图评估预测结果的可靠度.     

基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测

提出基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测办法,将有限元方法和多体动力学仿真相结合,获得了等速万向节零件的工作载荷历程,然后运用有限元理论和疲劳分析方法联合求解,在设计阶段实现了部件的疲劳寿命预测,为等速万向节的设计优化提供了参考.     

基于有限元法的汽车构件疲劳寿命分析

对汽车构件结构疲劳分析和寿命预测方法即静态疲劳分析方法和总寿命S-N预测方法进行了介绍。针对某种型号轿车的悬架,应用多体动力学软件ADAMS构建了悬架的虚拟样机,进行了动力学仿真分析。并应用MSC系列有限元分析和疲劳软件对下控制臂进行分析,计算了其应力特性和疲劳寿命。     

基于Sehitoglu模型的发动机气缸盖热机疲劳寿命预测

以某发动机气缸盖为研究对象,开展了气缸盖本体材料力学性能测试与表征、气缸盖热机疲劳寿命预测研究工作.采用流固耦合方法,获得了准确的气缸盖热边界和温度场结果,温度场计算值与实测结果相符合.依照整机热冲击试验规范,采用Sehitoglu模型对缸盖的热机疲劳寿命进行了预测,仿真结果显示,缸盖最低寿命出现在第二缸火力面排气侧鼻梁区,主要由环境损伤引起,最低寿命为6860次,满足设计要求,该气缸盖顺利通过整机热机疲劳台架试验考核.     

循环工况下电动汽车减速器齿轮疲劳寿命研究

中国电动汽车产销量世界第一,但在电动汽车传动系统设计上,尤其是寿命预估方面还未形成完整的预测方法,亟待深入研究。齿轮作为传动系统的主要零件之一,其疲劳失效占据了传动系统的60%,因此预测齿轮的疲劳寿命具有重要意义。本文通过永磁同步电机动态仿真模型,得到循环工况下电磁转矩的动态载荷时间历程,通过计算得到齿轮接触应力谱,利用旋转雨流进行循环计数,最后采用有限元法预测了减速器齿轮的疲劳寿命。     

基于流固耦合的高压油管振动疲劳特性研究

以高压油管为研究对象,开展了基于流固耦合方法的振动疲劳特性研究。通过计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)仿真获取高压油管内部燃油脉冲压力,并建立高压油管流固耦合模型进行振动特性仿真分析,能更准确地预测高压油管的振动疲劳寿命。结合发动机振动激励功率谱密度(power spectral density,简称PSD)信号、材料S-N曲线和传递函数结果,通过疲劳损伤累积模型进行了两种高压油管模型的振动疲劳寿命预测,对比分析了考虑燃油脉冲压力对振动疲劳寿命的影响,为后期高压油管的优化设计提供了指导。     

倒装芯片封装结构中SnAgCu焊点热疲劳寿命预测方法研究

由于焊点区非协调变形导致的热疲劳失效是倒装芯片封装（包括无铅封装）结构的主要失效形式.到目前为止,仍无公认的焊点寿命和可靠性的评价方法.文中分别采用双指数和双曲正弦本构模型描述SnAgCu焊点的变形行为,通过有限元方法计算焊点累积蠕变应变和累积蠕变应变能密度,进而据此预测倒装芯片封装焊点的热疲劳寿命.通过实验验证,评价上述预测方法的可行性.结果表明,倒装芯片的寿命可由芯片角焊点的寿命表征;根据累积蠕变应变能密度预测的焊点热疲劳寿命比根据累积蠕变应变预测的焊点热疲劳寿命更接近实测数据;根据累积蠕变应变预测的热疲劳寿命比根据累积蠕变应变能密度预测的热疲劳寿命长;采用双指数本构模型时,预测的焊点热疲劳寿命也较长.     

转向系关键部件的动态特性及耐久性分析

针对电动助力转向机横拉杆外接头及球头销断裂失效问题,利用有限元和试验方法对横拉杆外接头模态参数进行了分析,并验证仿真模型。然后利用用户道路载荷谱推导得到编制载荷谱,在LMS virtual.lab中运用疲劳求解器FALANCS完成对横拉杆外接头壳体和球头销的疲劳特性预测,仿真结果与球头销台架试验疲劳寿命结果一致,疲劳寿命循环次数都在30万次左右。表明采用LMS virtual.lab对疲劳寿命进行仿真运算具有较高可信度,可以为转向系其他部件的疲劳耐久提供指导。     

一种多轴载荷下的疲劳寿命预测模型

提出了一种多轴疲劳载荷下的疲劳寿命预测模型,该模型运用Von mises等效应力应变之间的关系,将单轴Manson~Coffin方程的寿命预测模型转化为多轴疲劳应力~寿命预测模型。以2A12铝合金为分析研究对象,依据相关的经验公式以及运用有限元仿真方法得出寿命预测模型的相关常数,从而获得寿命预测曲线。通过和实验结果比较可知,所提出的多轴寿命预测模型具有较好的预测精度,能有效的预测多轴载荷下的疲劳寿命。     

基于中值累积损伤法的桥壳疲劳寿命预测

为了提高汽车桥壳的寿命预测精度和效率,在Workbench软件中对桥壳有限元模型进行应力和疲劳寿命分析,在一定恒幅载荷历程作用下运用"中值累积损伤-概率损伤临界值"干涉模型对某电动汽车驱动桥壳进行疲劳寿命预测仿真计算。在桥壳强度与刚度满足标准规定的条件下,应用干涉模型预测桥壳的疲劳寿命得到了较高的计算效率和准确度,验证了所提出桥壳疲劳寿命预测方法的有效性,对汽车桥壳等其他复杂结构的疲劳寿命预测有重要的参考价值。     

铸造起重机金属结构疲劳裂纹扩展分析

针对铸造起重机服役过程中金属结构安全性问题,提出从疲劳破坏的角度分析其裂纹扩展情况。以铸造起重机金属结构为研究对象,调研分析铸造起重机的工艺流程,结合金属结构理论和雨流计数法,得到一年内主梁危险点的两参数二维应力谱,根据线弹性断裂力学,应用Paris公式对裂纹扩展情况进行预测,根据疲劳裂纹扩展尺寸进行预测相对应的疲劳剩余寿命。以此为基础,通过Msc.Fatigue仿真软件模拟裂纹扩展增长趋势,从而预测焊接箱形梁结构的疲劳剩余寿命。以100/40t-28.5m四梁偏轨铸造起重机焊接箱形梁结构为例,其理论计算结果与仿真结果的相对误差为1.44%。结果表明:通过理论与仿真相结合的方式可较为准确的分析疲劳裂纹扩展情形,确保了疲劳剩余寿命计算结果的精确性。