高速响应电磁阀弱簧疲劳寿命的仿真计算

使用有限元技术对高速响应电磁阀弹簧元件的疲劳寿命计算进行仿真,可以准确计算弹簧在实际使用时内部应力的分布,根据该应力可以进行疲劳寿命设计计算,提高计算的准确性,具有工程实际意义。     

循环系数修正的膜片弹簧疲劳寿命分析

基于有限元精确应力结果运用循环系数修正的疲劳积累理论对膜片弹簧寿命分析,并讨论工作位置对寿命影响。对膜片弹簧大端加载有限元分析,验证有限元算法精确性;对膜片弹簧疲劳测试工况应力分析,剔除预紧与松紧过程应力,运用基于应力控制的疲劳损伤理论,并用循环系数修法正对其修,对膜片弹簧疲劳寿命分析。借助Ncode Designlife平台Time Step模块,通过计算方法获得零件疲劳危险点位置,与以往实验一致,且与疲劳测试相符。精度较以往计算有较大提高,且该方法可用于所有周期性工作零件疲劳寿命预测。讨论了工作位置对膜片弹簧影响,当工作位置位于极大值点与拐点之间并尽量远离拐点时,膜片弹簧既能发挥其非线性弹性特性,又能保持较高的疲劳寿命。     

影响弹簧疲劳寿命的表面缺陷

汽车发动机气门弹簧的表面裂纹是一项关键性因素，它同有害的非金属夹杂物及表面脱碳一起影响到气门弹簧的疲劳寿命。通过对高应力弹簧及经氮化处理的弹簧做人工纵向裂纹后进行疲劳试验，以解读表面裂纹对疲劳寿命的影响。通常认为：所有弹簧的疲劳寿命随裂纹深度增加而减少，在这项试验中，进一步证实了当裂纹深度小于0.05mm时，疲劳寿命不会下降。因此我们认为处于表层大量的残余应力有效地遏制了疲劳开裂的扩展。     

橡胶弹性减振元件疲劳裂纹扩展寿命分析

对NR68橡胶纯剪切试样进行疲劳裂纹扩展试验,结果表明裂纹扩展率与撕裂能之间存在幂率关系.基于疲劳累计损伤理论,以撕裂能范围为损伤参量,建立橡胶疲劳寿命预测模型.对NR68橡胶裂纹扩展试验数据进行回归分析,拟合得出模型参数.综合应用有限元结构分析方法、橡胶材料等效应力计算方法和橡胶单侧切口拉伸(Single edge notched tensile,SENT)试样拉伸试验的应力应变数据,提出橡胶弹性减振元件撕裂能范围的计算方法,从而将弹性减振元件在复杂应力状态下的疲劳寿命问题转化为单向应力状态下橡胶材料的疲劳寿命问题.利用所建模型对锥形橡胶弹簧的疲劳寿命进行分析预测,并通过锥形橡胶弹簧台架疲劳试验进行验证,结果显示预测疲劳寿命是试验疲劳寿命的1.33倍,预测精度比较理想.     

扭杆弹簧表层残余应力X射线衍射测量

表层残余应力值是影响扭杆弹簧疲劳寿命的重要因素。文中利用X射线应力测量仪对两种不同工序安排下的扭杆弹簧表层残余应力值进行了实验测量。测量结果表明，工序安排对扭杆弹簧的表层残余应力影响较大，当把强扭处理作为扭杆弹簧加工的最后工序时，表层残余应力值偏小，且离散度较小，产品质量更稳定。实验结果为分析表层残余应力与扭杆弹簧疲劳寿命之间关系提供了可靠依据。     

涡旋弹簧疲劳寿命分析

涡旋弹簧可以应用于频繁换向的旋传机械中用以减缓速度突变，进而起到减轻冲击，节能降耗的作用。这里利用三维设计软件UniGraphics建立了涡旋弹簧的实体模型，运用有限元分析软件ANSYS对涡旋弹簧进行应力～应变分析，根据分析结果计算涡旋弹簧疲劳寿命。一方面验证了传统的涡旋弹簧设计理论，另一方面为进一步的优化设计提供了理论依据。     

PCE超越离合器弹簧的磨损及疲劳寿命分析

PCE超越离合器的弹簧运动、受载复杂,其寿命直接影响离合器的可靠性。文中采用动力学仿真方法对离合器接合及稳定传动阶段弹簧与楔块的相对速度进行了分析,基于Archard磨损模型计算获得了离合器接合瞬态与稳定传动两种状态下弹簧磨损断裂的时间。通过有限元方法分析了离合器接合状态下弹簧应力,采用Manson-Coffin模型对弹簧疲劳寿命进行了预测。研究结果表明:弹簧最大应力出现在弹簧与楔块侧槽接触处;弹簧疲劳裂纹产生寿命长于磨损断裂寿命,即弹簧的寿命取决于磨损。文中研究可为PCE离合器中弹簧的设计提供依据。     

车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响研究

针对国内某地铁线路车辆在运行中出现一系钢弹簧疲劳断裂的现象,对车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响进行了研究。通过对发生断簧位置的车轮表面状态进行测试,发现车轮存在明显的六阶车轮多边形磨耗。通过一系钢弹簧动应力测试,发现了车轮多边形激励导致弹簧共振可能是一系钢弹簧断裂的原因。基于SIMPACK和ANSYS相结合建立了考虑一系钢弹簧柔性的刚柔耦合动力学模型,计算了不同多边形状态下一系钢弹簧的应力载荷谱,采用Miner线性累积损伤理论对弹簧疲劳寿命进行了计算和对比分析。研究结果表明:地铁车辆车轮多边形的阶次、波深以及列车的运行速度对一系钢弹簧的疲劳寿命都有很大的影响,且当车轮多边形通过频率与一系钢弹簧固有频率接近时,其寿命显著降低。降低弹簧座橡胶垫刚度可以提高隔振能力,增加弹簧使用寿命。     

基于接触理论的拉伸弹簧可靠性分析

基于ANSYS商用有限元软件,建立了断路器拉伸弹簧的三维有限元模型,并对弹簧的刚度和冲击载荷作用下弹簧工作圈接触的应力分布进行了计算和分析.分析结果表明,对于拉伸弹簧,弹簧圈间的接触不仅使弹簧的最大应力比静态时的应力有所增大,而且在冲击过程中弹簧体内的等效应力随着簧丝间隙的不同而变化,因此在制造过程中应合理控制弹簧圈的间隙.最后,对SW6_110IW型拉伸保持弹簧在冲击载荷作用下的疲劳寿命进行了研究,数据表明如以静载荷模型模拟动载荷作用下的疲劳寿命,将会给弹簧可靠性预测带来较大的误差.     

汽车离合器膜片弹簧的疲劳寿命分析

膜片弹簧的疲劳寿命对汽车离合器结构的安全可靠性起着至关重要的作用,文中应用有限元方法分析计算了膜片弹簧的载荷-变形特性曲线,及在膜片弹簧预加载作用下,分离行程的最大应力、疲劳危险点,以及膜片弹簧的疲劳寿命.分析结果与方法为缩短产品的设计周期,优化离合器结构提供了理论依据.     

变截面钢板弹簧断裂分析

钢板弹簧主要是作为减震、储能零件使用，为了获得汽车行驶的安全性，应保证钢板弹簧的高强度和具有较高的使用寿命，其疲劳寿命与表面状况以及热处理过程控制联系紧密。通过对某重卡少片变截面钢板弹簧在研发过程中的断裂样件进行宏观形貌分析、显微组织扫描电镜观察、硬度测试、喷丸残余应力测试等，对其开裂原因进行了分析。结果表明，该钢板弹簧材料在热处理过程中非常容易形成上贝氏体组织，增大组织的硬脆性，加快疲劳扩展速度，在表面出现微缺陷或喷丸效果未达到预期目标时，导致钢板弹簧的疲劳寿命降低。     

用局部应力—应变法预测大型波纹管膨胀节寿命的有限元程序的研究

本文把弹塑性有限元法与材料的应变──寿命理论结合起来计算膨胀节的低循环疲劳寿命，即利用弹塑性有限元分析波纹管的最大应力应变（局部应力应变），根据局部应力应变利用奥氏体不锈钢材料的应变──寿命关系计算出波纹管的疲劳寿命。本文同时编写了该方法的Fortran计算程序，利用该程序可以比较准确地计算出膨胀节的低循环疲劳寿命。本文还把计算结果与膨胀节实测结果进行比较，证明了该方法是一种行之有效的估算膨胀节寿命的工程方法。     

拉压螺旋弹簧的疲劳强度设计

按照弹簧的疲劳寿命要求和弹簧材料的拉伸强度极限和剪切疲劳极限,引入应力系数、载荷比例系数、切应力函数和弹簧刚度函数等参数,基于计算机的分析计算结果,给出了拉压螺旋弹簧的直接设计法。     

少片变截面钢板弹簧的疲劳寿命计算分析

根据少片变截面钢板弹簧每一片在自由状态下的几何尺寸,利用UG软件建立各片的三维模型并进行装配.在HyperMesh中采用映射法进行单元划分,同时考虑片间的非线性接触,建立钢板弹簧总成的有限元模型.根据钢板弹簧试验工况,计算得到该工况下的应力循环,利用其S-N曲线,基于Miner线性累计损伤准则计算其疲劳寿命.疲劳寿命的计算值与试验值相当接近,验证了模型的建立以及计算过程的正确性.     

基于恒寿命疲劳结合S-N曲线的弹簧疲劳寿命分析

常规的弹簧疲劳寿命分析,是以弹簧材质的S-N疲劳曲线为依据,根据预期弹簧寿命,反复选择弹簧基本参数,验算达到疲劳强度安全系数≥疲劳许用安全系数,计算工作量大。介绍一种基于恒寿命疲劳结合S-N曲线的简单方法分析弹簧的疲劳寿命,为提高弹簧质量给出一些参考。     

圆柱螺旋弹簧的喷丸强化研究

本文对弹簧喷丸强化后的表面残余应力及其在疲劳过程中的松弛，以及喷丸强化对疲劳性能的影响等进行了研究。结果指出，在适宜的喷丸强化工艺下，喷丸弹簧可达到国际上公认的２．３×１０＾７次数的疲劳寿命。     

基于Ansys Workbench的钢丝绳应力和疲劳分析

为了研究钢丝绳直径、结构和环境温度对钢丝绳疲劳寿命的影响,选择用于太空安全绳的钢丝绳,通过Ansys Workbench分析软件建立钢丝绳多场耦合有限元模型,计算不同因素对钢丝绳应力的影响。根据应力疲劳理论,导入不锈钢材料的应力-寿命曲线,对钢丝绳的疲劳寿命进行仿真分析,通过钢丝绳的疲劳寿命云图可以发现,钢丝绳的直径和结构对钢丝绳的疲劳寿命影响较大,环境温度对钢丝绳的疲劳寿命影响较小。根据仿真结果和具体使用条件,遴选出最适合用于太空安全绳的钢丝绳。     

A型地铁车体结构疲劳寿命分析

在轨道循环交变应力作用下地铁车体易产生疲劳损伤。获得车体的载荷-时间历程，进行了强度校核；利用雨流计数法获得了循环载荷谱，根据累积损伤理论对A型地铁车体疲劳寿命进行分析，研究了列车速度、二系弹簧垂向刚度与二系弹簧垂向阻尼系数等对车体关键部位疲劳寿命的影响，分别采用逐步回归法和BP神经网络模型对车体关键部位—枕梁疲劳寿命进行拟合与分析。结果表明，BP神经网络模型具有更高的拟合精度。为A型地铁车体结构疲劳寿命的预测提供理论依据。     

高速动车组转向架钢弹簧疲劳寿命仿真分析

铁路列车转向架螺旋弹簧是列车的关键部件之一,它主要起承载及减振作用,是保证列车正常运行、避免发生灾难性事故的重要配件。弹簧由于承受交变应力作用,主要失效形式是疲劳破坏。因此分析研究弹簧疲劳寿命影响因素,对预测弹簧疲劳寿命以及提高列车运行安全系数十分重要。根据螺旋弹簧在运行过程中的磨耗特性,对不同初始缺陷弹簧进行寿命仿真,获取弹簧寿命变化规律,最后通过验证仿真试验分析其正确性。     

铝合金汽车轮毂疲劳寿命预测的研究

以14×6JJ铝合金汽车轮毂为研究对象，根据疲劳寿命预测理论，建立轮毂受力危险点处的疲劳寿命曲线。把局部应力应变法推广应用于高周疲劳，对轮毂进行疲劳寿命计算。运用可靠度理论，对预测得到的轮毂寿命进行可靠度计算。结果表明，局部应力应变法经过修正推广应用于预测汽车轮毂的疲劳寿命具有较高的可靠性。