基于数字样机的汽车转向横拉杆优化设计

为确保汽车转向横拉杆设计的高可靠性,应用数字样机的方法,综合应用Adams/car、Abaqus等技术手段,模拟仿真汽车前行制动、转弯、冲击等九种工况,并对转向横拉杆进行多体动力学分析和静强度分析。最后应用第四强度理论,分别校核横拉杆、球头销抵抗破坏的能力。结果表明:转向横拉杆的应力分布和等效塑性分布均满足设计要求,实现了基于数字样机的汽车转向横拉杆优化设计。     

随机载荷下矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析

矿用自卸车行驶路况非常恶劣,为研究国产首台SF33900型矿用自卸车后桥壳的疲劳寿命,建立后桥壳有限元分析模型,将载荷峰值作用下的仿真应力结果与试验结果进行对比分析,得出两者数值比较接近,从而验证了该模型具有一定的准确性。将动力学分析结果作为后桥壳疲劳寿命分析的随机载荷谱,得出水平路面普通工况下的疲劳寿命分布云图,其最小寿命满足工程要求。为研究载荷变化对后桥壳疲劳寿命的灵敏性,对比分析三处载荷变化对后桥壳疲劳寿命的影响程度,得出后横拉杆和悬架下支点位置受力变化对后桥壳疲劳寿命影响较大。另外,还考虑载荷频率变化对后桥壳疲劳寿命的影响,结果表明,载荷频率变化比幅值变化更能影响疲劳寿命。     

港口起重机矩形杆件风振疲劳载荷谱编制的分析

起重机矩形拉杆振动的主要形式是由风诱发而产生的横风向及顺风向振动,其断裂的一个主要原因是由此而导致的疲劳破坏。本文根据文献[2]的结果,统计处理了起重机拉杆的颅风向及横风向载荷,并对危险点处疲劳载荷谱的编制方法进行了分析及讨论,编制了相应程序,为估算拉杆结构的寿命可靠度进行了必要的准备工作。     

基于道路模拟的摩托车车架疲劳寿命分析

以实测的载荷谱为基础,运用有限元分析软件和道路模拟试验技术建立了某摩托车车架的仿真模型。利用名义应力法对车架进行了疲劳寿命预估。将疲劳寿命的仿真结果与试验值进行对比,发现两者具有高度的一致性,从而证明基于道路模拟的疲劳寿命仿真试验可以实现对关键零部件疲劳寿命的有效预估。     

变速器可靠性试验强化系数研究

为了进一步提高可靠性强化试验及结果评价的合理性,利用实测载荷谱和疲劳寿命预测理论,计算了变速器室内/外可靠性试验和用户实际使用路面可靠性试验的疲劳寿命,进而确定了室内/外可靠性试验载荷谱的强化系数。通过分析计算,浓缩前后强化载荷谱的损伤值基本一致,而时间大大缩短,说明该浓缩的强化载荷谱能够快速有效地预测零/部件的疲劳寿命,并为产品的可靠性强化试验提供依据。     

服从正态分布随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验研究

根据齿轮传动过程中普遍承受的高斯分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下全寿命齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变差系数高斯分布载荷谱下齿轮弯曲强度的R-S-N曲线。试验结果证明,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命低于由疲劳载荷上限值取为载荷谱均值的恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命,因此,如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的齿轮的弯曲疲劳寿命是非常危险的。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。结果表明,理论分析结果与试验结果基本相符。     

辅助动力装置安装拉杆的疲劳分析

辅助动力装置是运输机的重要设备,其重量较大,安装拉杆作为传载部件,受力严重。为了保证辅助动力装置在飞机服役期限内都能可靠固定,需要对安装系统进行疲劳分析。疲劳载荷谱包括正常服役载荷和故障状态下的风车载荷,研究DFR评定方法在拉杆寿命计算中的应用,结合疲劳损伤累积理论,计算拉杆主要部件疲劳累积损伤。研究表明,DFR能够直接有效的评定安装拉杆寿命,合理的设计,能使得安装拉杆满足设计寿命目标。     

前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题的分析与解决

为解决道路耐久试验中轿车前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题,对球头螺栓进行了有限元分析.首先由ADAMS/Car悬架多体动力学仿真模型计算得到球头螺栓的载荷,然后使用ABAQUS有限元分析软件计算球头螺栓的应力,仿真结果显示的最大应力位置与实车样件断裂位置基本一致.基于仿真分析结果,对球头螺栓进行结构改进并进行耐久试验验证,试验结果表明,改进设计的球头螺栓是有效和可靠的.     

风电齿轮箱行星轮系柔性销轴的强度与疲劳寿命分析

以某型号风电齿轮箱行星传动系统的柔性销轴为研究对象,简要分析了柔性销轴在多行星轮传动系统中的均载原理,利用有限元方法对柔性销轴进行了静强度校核与变形情况计算,并利用疲劳计算软件MSC.fatigue对销轴作了基于有限元分析结果的疲劳寿命计算,重点说明了疲劳载荷谱的确定,材料疲劳寿命曲线的定义。结果表明,柔性销轴的强度满足要求,但有必要在销轴轴肩处进行结构改进,降低应力集中,以满足耐久性要求。     

风电齿轮箱行星轮系柔性销轴的强度与疲劳寿命分析

以某型号风电齿轮箱行星传动系统的柔性销轴为研究对象,简要分析了柔性销轴在多行星轮传动系统中的均载原理,利用有限元方法对柔性销轴进行了静强度校核与变形情况计算,并利用疲劳计算软件MSC.fatigue对销轴作了基于有限元分析结果的疲劳寿命计算,重点说明了疲劳载荷谱的确定,材料疲劳寿命曲线的定义。结果表明,柔性销轴的强度满足要求,但有必要在销轴轴肩处进行结构改进,降低应力集中,以满足耐久性要求。     

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.     

汽车变速器疲劳寿命的研究与发展综述

为了进一步推进汽车变速器疲劳寿命研究的发展,根据汽车变速器疲劳寿命研究方法的特点和应用状况,分别从变速器的载荷、变速器的疲劳试验和变速器的寿命预测3个方面对变速器寿命的研究进行了综述,为以后的研究提供参考。针对变速器载荷谱的编制,分析总结了现有的变速器载荷谱编制方法,其结果表明:程序载荷谱的编制是变速器载荷谱编制最准确有效的方法,但是现有的程序载荷谱并不能满足所有变速器寿命预测的要求;对于不同载荷谱作用下的疲劳试验,分析了每种试验的加载和试验结果,其结果表明:基于程序谱加载的疲劳试验能很好地模拟变速器的实际工作过程,试验结果最为准确;通过分析对比变速器寿命预测的几种常用的方法,其结果表明:概率疲劳寿命预测可以为变速器的研发和维修提供更全面的数据,是未来研究的重点。最后针对变速器载荷谱编制、虚拟试验和变速器疲劳数值仿真等,提出了其可能的研究热点和方向。     

实际工况下采煤机行走机构的啮合应力与疲劳寿命研究

为了揭示采煤机行走机构在工作过程中的损伤机理,采用LS-DYNA建立采煤机行走机构动态接触模型,利用实验测得的牵引阻力和采煤机重力作为外载荷,进行瞬态动力学仿真;采用n-code GlypWorks中的Rainflow模块对危险节点最大等效应力时间历程进行雨流计数,载荷外推和叠加,采用n-code GlypWorks中Stress Life模块对行走轮与销排进行疲劳寿命计算。研究结果表明:采煤机行走机构具有良好力学性能,行走轮最小疲劳寿命约为307天,销排寿命约为323天,研究结果为行走机构结构优化提供理论依据。     

基于疲劳试验和断裂仿真的地铁障碍物检测装置寿命预测

运用IEC61373标准的振动激励谱,将某地铁转向架障碍物检测装置作为研究对象.结合有限元法和台架振动试验对障碍物检测装置的随机振动疲劳强度进行了研究,并对铝横梁焊接接头疲劳薄弱点进行剩余寿命预测.基于频域法,结合Miner线性累积损伤理论,得到加速度激励下障碍物检测装置仿真寿命结果,将其与台架振动试验结果进行比较,验证了疲劳仿真分析的准确性.采用子模型边界技术将铝横梁分离出来,并对其疲劳薄弱点应力谱进行当量折算,在评估点插入初始裂纹后进行剩余寿命预测.结果 表明,基于断裂力学评估带初始裂纹铝合金焊接接头的剩余寿命是合理的,为工程应用提供了一定的参考.     

某商用车车身动态特性及疲劳耐久预测

为了对某商用车车身的疲劳耐久性能进行高效预测,利用有限元和试验技术对车身进行了动态特性及疲劳寿命的计算。首先,建立了白车身的有限元模型,并对比试验模态与仿真模态验证了模型的准确性。然后,提出了逆矩阵法,得到了车身疲劳计算的边界条件,利用LMSVirtual.lab对车身关键部位的应变损伤进行了计算,仿真寿命与试验结果比较吻合,为车身及其他汽车部件的疲劳耐久预测提供了指导。     

非线性连接接头疲劳仿真及试验

为了研究非线性接头的静力和疲劳特性,先对非线性接头进行疲劳仿真,得出其疲劳仿真寿命。之后对6组接头试件展开静力强度和疲劳试验,其中第一组试件进行静力强度试验,剩下5组进行疲劳试验,得到构件疲劳寿命以验证仿真结果,判断模型建立方法的正确性。结果表明:非线性接头强度满足设计要求,当荷载达到600 kN时构件屈曲。5组非线性连接接头的95%置信度的安全疲劳寿命为12 070次,与仿真结果相近,也满足疲劳寿命10 000次的设计要求。     

减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响

为了研究减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响,建立了扭力梁有限元模型以及刚柔耦合整车模型。通过试验采集强化路面道路载荷谱作为整车模型的输入激励,仿真得到疲劳寿命分析所需文件,利用模态应力恢复法对扭力梁进行疲劳寿命分析,并通过扭力梁耐久性台架试验证明了仿真模型与疲劳寿命分析方法的准确性。仿真得到了不同阻尼系数下的扭力梁疲劳寿命分布云图以及最小疲劳寿命循环数,分析结果总结出了减振器阻尼大小对扭力梁本体疲劳寿命的影响规律。     

平地机半轴疲劳寿命预估及其台架疲劳试验

针对PY160平地机后桥链轮半轴实际载荷工况,编制了相应的8级载荷谱,利用载荷谱对改进前后的半轴进行疲劳寿命分析和预估,用等效强化对改进后的半轴进行室内台架疲劳试验。将半轴预估寿命,台架试验寿命及改进前后半轴的实际工程寿命进行对比和分析,验证了利用修正Miner法则与Goodman图线预估半轴疲劳寿命是可行和可靠的,满足实际工程需要的寿命预估,并为类似零部件的疲劳设计提供了方法和相关疲劳数据。     

C_(80B)型车车体疲劳寿命分析

轨道车辆在实际运行中所受到的外载荷不是静态载荷,而是随时间不断变化的外载荷;且疲劳破坏成为车辆日常出现问题的主要原因,特别是车辆关键部位焊缝出现的疲劳裂纹,在研发设计阶段,需要借助计算机仿真和疲劳试验两种技术手段。疲劳试验存在着人力、物力、财力投入庞大的明显缺陷,因此利用计算机仿真技术对车体焊接结构焊缝进行疲劳寿命预测显得极其重要。通过介绍美国AAR手册疲劳寿命分析的方法,并以AAR标准中提供的载荷谱为基础以及采用迈纳尔(Miner)损伤累积理论对C80B型货车进行疲劳寿命分析估算,旨在通过对C80B型货车的疲劳寿命计算为以后AAR标准下的货车疲劳分析提供参考。     

重型燃气轮机叶片离心载荷下应力特性的研究

针对重型燃气轮机叶片疲劳寿命研究的需要,通过设计和搭建的全尺寸叶片疲劳试验装置,模拟离心载荷工况下的低周疲劳试验,开展离心载荷下叶片应力分布和疲劳寿命预测的研究。该全尺寸叶片疲劳试验装置能够模拟低周疲劳中的等效离心载荷工况,为叶片试验提供必要的条件和手段。同时,对叶片进行网格划分和有限元仿真计算后,得到叶片Von mises应力分布结果,发现叶身应力最大处位于中部偏下边缘薄壁侧。然后将有限元仿真及应力试验相结合,提出叶片疲劳试验的离心载荷等效方法。在此基础上完成叶片的动应力试验,获得应力时间历程数据,并且给出离心载荷应力谱。结果表明,叶身中部边缘的应力水平最高,动应力谱幅值与频数概率的分布服从6阶麦克劳林拟合函数,用等效离心载荷疲劳寿命进行叶片寿命预测的结果是偏安全的,该结论可作为优化设计和试验研究的参考依据。