ALOF——新一代三维疲劳裂纹扩展分析软件

针对当前亟需开发能分析和评估含缺陷工程结构及装备的专业商业软件的现况,基于成熟的扩展有限元法(eXtended Finite Element Method,XFEM)和自主研发的虚节点法(Virtual Node Method,VNM),推出具有完全自主知识产权的三维疲劳裂纹扩展分析软件ALOF(Analyses Laboratory of Fracture).介绍ALOF求解断裂问题的流程及其特点:可以方便地导入完整的CAD模型及多种形式的裂纹模型,可以自动生成疏密合理的二维和三维裂纹扩展分析网格;具有丰富的失效准则库;能自动分层加密裂尖区域网格;能全自动地进行裂纹扩展计算等.与同类软件相比,ALOF更简单、更精准、更高效和更专业.利用ALOF进行的3个实际工程案例表明,ALOF能准确、高效评估任意复杂缺陷体的剩余强度和疲劳寿命.     

运用MSC.Software进行含缺陷承压设备疲劳寿命预测

从疲劳寿命的基本方程和有限元基本原理出发,介绍MSC Fatigue分析疲劳寿命的基本流程和方法,并提供工程开发的实例.     

孔边角疲劳裂纹的扩展仿真及分析

给出了一种利用有限元技术模拟周期性张力载荷作用下孔边角裂纹扩展过程的方法。首先利用一系列点定义裂纹前沿,据此形成包含奇异单元的二维有限元网格,再扩展为三维网格．然后利用有限元法进行应力应变分析,最后使用Paris定律计算局部扩展增量．以此来更新裂纹的形状和尺寸。该方法还能够自动地重复执行扩展仿真。文中还对三个不同半径的四分之一椭圆形边角裂纹扩展过程进行了仿真和分析比较,以此来取得裂纹在扩展过程中的形状变化特征和不同方向上扩展的特征。     

机器视觉疲劳裂纹扩展试验摄像头自动聚焦方法

在机器视觉疲劳裂纹扩展试验中,为了能够满足对裂纹宏观观察裂纹和准确定位裂纹尖端的要求,需要采用变焦镜头放大和缩小采集图像范围,针对于摄像头变焦后的聚焦问题,提出了摄像头的自动聚焦方法。首先建立图像采集系统,采集裂纹图像至计算机,通过中值滤波对图像预处理,去除噪声干扰,选取裂纹区域作为聚焦窗口,采用Laplace算子法作为清晰度评价函数,并提出一种变步长穷举法进行聚焦搜索。最后设计了以ARM7为核心的摄像头运动控制器。实验表明,所提出的方法能够实现疲劳裂纹扩展试验中摄像头在各种情况下的准确自动聚焦,为下一步精确测量疲劳裂纹扩展参数奠定基础。     

圆柱形部件表面疲劳裂纹扩展仿真及分析

给出了一种利用有限元技术模拟周期性张力载荷作用下圆柱形部件内裂纹扩展过程的方法。首先利用一系列点定义裂纹前沿，据此形成包含奇异单元的二维有限元网格，再扩展为三维网格，然后利用有限元法进行应力应变分析，最后使用Paris定律计算局部扩展增量，以此来更新裂纹的形状和尺寸。该方法还能够自动地重复执行扩展仿真。文中还对具有不同半径比的椭圆形和具有不规则形状的初始裂纹的扩展过程进行了仿真和分析比较，以此来取得裂纹在扩展过程中的形状变化特征。     

构件疲劳寿命的估算方法

本文介绍了构件产生疲劳裂纹的过程、原因和危害;通过科学的方法对构件的疲劳寿命进行推导计寄,从而使我们了解在具体应力作用下构件的大概寿命。     

基于Zencrack的岸边集装箱起重机圆管构件疲劳裂纹扩展分析

由于二维裂纹扩展模式不能非常全面地反映岸边集装箱起重机结构件的疲劳裂纹扩展行为,以岸边集装箱起重机圆管构件为研究对象,利用Zencrack三维裂纹分析软件,详细分析未穿透裂纹与穿透裂纹的裂纹扩展关系,以及初始裂纹大小和载荷幅值对未穿透裂纹的疲劳裂纹扩展寿命的影响,对岸边集装箱起重机结构的抗疲劳设计及裂纹管理具有一定的参考价值。     

基于二次插值重构有限元法的动态裂纹扩展模拟

基于二次插值重构有限元法（Twice interpolation Finite Element Method, TFEM）分析动态断裂力学问题并进行数值实验,考察TFEM在裂纹动态扩展模拟中的准确性和可靠性.由于TFEM保证节点处梯度场的连续性,因此裂尖附近的应力场可以得到较好的逼近.把该算法成功移植到自主开发的三维裂纹扩展仿真软件（ZonCrack）中.利用ZonCrack进行的裂纹扩展,分析结果表明：TFEM得到裂尖应力强度因子（Stress Intensity Factor, SIF)与解析解基本一致;裂纹扩展的模拟结果与实验值吻合良好.     

用能量法计算应力强度因子和扩展角：自行开发的断裂力学微机软件

为解决工程中使用断裂力学理论求解带纹零件的剩余寿命，使用有限元素法求解应力强度因子和裂纹扩展角受到了应有的重视。本文利用裂纹从ａ扩展到ａ＋Δａ长度时，由于系统势能变化ΔＵ，从而求得应变能释放率Ｇ和应力强度因子Ｋ，计算表明，该方法计算精度高、方法简便。同时通过寻找能量释放Ｇ的最大值求解裂纹扩展角。由于计算程序的通用性，软件可广泛应用于带裂纹的工程构件，成为分析构件安全性的实用工具。     

基于S N和FKM标准的橡胶元件疲劳寿命预测方法

疲劳寿命预测是橡胶元件设计的核心技术之一.基于Abaqus和S-N技术以及FKM标准成功实现橡胶悬架弹性关节疲劳寿命的预测.该预测方法也为类似橡胶弹性元件的疲劳寿命评估提供一种尝试和设计思路.     

聚氨酯橡胶摩擦轮有限元及疲劳寿命分析

针对汽车滑板输送机聚氨酯橡胶摩擦轮的开裂问题,对摩擦轮与滑板之间的相互作用进行预压紧力和接触摩擦驱动有限元分析,获得摩擦轮的应力和变形分布等结果. 在获得摩擦轮周向应力分布的基础上,根据疲劳裂纹扩展公式对聚氨酯橡胶部分进行疲劳寿命分析,验证是否满足设计要求. 分析过程和结果能为聚氨酯橡胶摩擦轮的详细设计提供参考.     

聚氨酯橡胶摩擦轮有限元及疲劳寿命分析

针对汽车滑板输送机聚氨酯橡胶摩擦轮的开裂问题,对摩擦轮与滑板之间的相互作用进行预压紧力和接触摩擦驱动有限元分析,获得摩擦轮的应力和变形分布等结果.在获得摩擦轮周向应力分布的基础上,根据疲劳裂纹扩展公式对聚氨酯橡胶部分进行疲劳寿命分析,验证是否满足设计要求.分析过程和结果能为聚氨酯橡胶摩擦轮的详细设计提供参考.     

汽车动力总成橡胶悬置结构疲劳设计

为提高汽车悬置结构中橡胶减振件的疲劳耐久性能,定义后抗扭悬置的疲劳失效热点区域,用有限元法计算其应变分布,获得热点的最大主应变;结合橡胶材料的ε-N曲线计算结构局部疲劳寿命,运用线性疲劳累积损伤理论评估结构整体疲劳寿命.用有限元法预测的失效区域和疲劳寿命与台架强度试验得到的失效区域和疲劳寿命基本吻合,表明该结构疲劳设计方法可行。     

应用马尔可夫随机场的金属疲劳断口条带分割

研究了金属疲劳断口图像的分割问题,提出了一种基于马尔可夫随机场（MRF）的金属疲劳断口图像的条带分割方法。由于疲劳断口图像中的纹理记录了整个断裂过程中的受力情况,通过对疲劳断口的条带纹理进行分析可以反演断裂的过程,因此研究疲劳断口图像的分割可以对失效分析有重要的科学价值。文中构造了图像的马尔可夫随机场模型,并且提出了一种基于该模型的图像分割算法。马尔可夫随机场模型是一种描述图像结构的概率模型,能够充分利用图像的空间相关信息,能够实现对低信噪比的金属疲劳断口图像进行条带分割。结果表明算法具有收敛速度快、稳健性好等优点。     

橡胶密封件裂缝缺陷定位方法研究

为了实现在橡胶密封件表面缺陷的自动检测中快速有效地定位裂缝缺陷,根据密封件裂缝缺陷图像的特点,应用自适应阈值分割算法,结合改进的二值形态学并行细化算法,提出了一种橡胶密封件裂缝缺陷的定位方法。该方法可从复杂的密封件图像中分割出裂缝区域,并完成对裂缝缺陷的定位。实验表明,该方法获得的定位结果与实际裂缝位置相符,对于橡胶密封件表面缺陷检测与质量提高具有重要意义。     

导电橡胶复合材料温敏特性研究

根据导电橡胶复合材料产生温阻效应的物理机理,分析了影响其温敏特性的主要因素,研究了不同导电粒子添加量、基体材料、硫化剂和改性剂等对导电橡胶温度敏感性能的影响规律.制备了具有温敏特性的导电橡胶复合材料;导电粒子填料添加量会改变复合材料的温敏性质,填充量少表现为正温度系数效应,填充量较大则呈现为负温度系数效应,存在转折温度;基体材料的粘度关系到复合材料的温度敏感程度,粘度小、电阻变化范围大、温度敏感度强,反之较弱;不同组分室温硫化硅橡胶基体的温敏特性有很大区别;不同硫化剂对温敏强度有一定影响,添加改性材料对复合材料温敏特性有显著作用.导电橡胶可作为温度传感器的敏感材料.     

基于概率断裂力学的管道疲劳寿命分析

采用奇异单元模拟裂纹尖端应力场的奇异性,计算裂纹尖端的应力强度因子和张开应力.以概率论为基础,结合确定性疲劳断裂力学估算方法,考虑参数的不确定性和随机性,应用蒙特卡洛模拟法分析管道的疲劳寿命.结果表明：通过J积分计算得到的裂纹尖端张开应力与计算得到的管道工作应力基本相等.采用蒙特卡洛模拟法进行的一定可靠度和置信度下的疲劳寿命预测能反映评定参数的不确定性,较传统的断裂力学计算结果更安全.     

Adams在橡胶轴套开裂原因分析中的应用

针对某车型麦弗逊式前悬摆臂轴套耐久试验中开裂的现象,利用Adams/Car建立前悬架模型,求出4种经典静载工况下的轴套受力并以此进行判断,同时基于多体求解的轴套受力,利用有限元法进行应力分析加以验证,确定开裂原因,为后期结构优化提供参考.