载荷形式对机体局部疲劳寿命影响的仿真研究

以安装干式缸套的495柴油机机体为例,对比计算了两种试验载荷加载方式下机体的疲劳寿命分布。结果表明:中隔板处的疲劳寿命分布相同,两种载荷形式对机体中隔板疲劳寿命的影响没有显著的差异;分布载荷加载时,活塞位置对机体上半部分疲劳薄弱部位及其疲劳寿命产生影响。结合仿真结果,对实际试验中加载方式的选择问题进行了讨论。     

机车辅助变流器柜基于有限元的疲劳分析

以有限元法为基础,采用有限元软件ANSYS对某机车辅助变流器柜进行了静强度分析.采用MSC.Fatigue疲劳仿真软件,根据有限元应力结果、标准提供的疲劳载荷谱和材料S-N曲线用准静态法对结构的疲劳寿命进行了仿真计算,得到了两种不同安装方式下的柜体及安装梁在98%存活率下的总寿命分布.     

转8G型转向架交叉支撑装置疲劳寿命仿真

根据实测的交叉杆的动应力,识别其上的载荷,提出了载荷组合的方法,利用这些载荷进行了有限元应力场的分析计算,最后应用MSC.Fatigue2001疲劳分析软件,用名义应力法对转8G型转向架交叉支撑装置的疲劳寿命进行了仿真计算,得到了99%可靠度下的疲劳寿命分布,与交叉支撑装置的实际使用寿命较吻合。     

曲轴圆角残余应力的XRD试验研究

利用X射线衍射法对曲轴圆角处残余应力进行了测试,分析了曲轴在机械喷丸、滚压、等温淬火等3种工艺下残余应力的分布规律及其形成机理,并对其进行了疲劳寿命对比试验.结果表明,机械加工后曲轴圆角处残余应力处于拉压交错状态,是影响曲轴疲劳寿命的主要因素;机械滚压和等温淬火工艺改善了残余应力的分布,使圆角残余拉应力均变为压应力,基本上满足曲轴5×106次疲劳试验的要求;喷丸工艺有效地改善了圆角与曲柄连接处残余压应力的分布状态,但增大了圆角与连杆接合处拉应力,其疲劳寿命为2.5×106次.     

基于有限元的某柴油机主轴承壁结构优化

基于接触滑移和轴瓦过盈模型,选取典型特征工况并施加动力学轴承载荷,对某柴油机进行有限元机体应力分析和主轴承壁高周疲劳分析;根据模型的仿真分析结果对机体的部分结构进行优化设计,更改主轴承盖螺栓孔与机体螺栓孔的直径和相对位置,增加主轴承盖与机体的接触面积。结果表明:优化后的机体主轴承壁应力分布情况得到了改善,主轴承盖与机体接触面的疲劳系数明显降低。     

LS1210型高弹性联轴器疲劳寿命预测

为降低高弹性联轴器疲劳寿命研究成本及缩短其开发周期,基于一型广泛应用的成熟产品,通过FE-SAFE/ABAQUS联合仿真预测其疲劳寿命,并以实际使用寿命来验证疲劳寿命预测的可靠性。首先通过橡胶材料的单轴拉伸、平面拉伸力学试验拟合出能准确描述其力学性能的二次多项式本构模型,计算获得了该产品橡胶块在工作载荷下的应力、应变分布,最后通过疲劳寿命分析,得出了该产品无限寿命的结论,这与其实际使用寿命相符合。表明该疲劳寿命预测方法切实可行,并可用于同类产品的设计、开发。     

某V型柴油机机体瞬态动力学分析与疲劳寿命预测

对某高强化V型柴油机运动机构进行多体系统动力学分析,将获取的动态工作载荷应用于有限元瞬态动力学分析,计算了机体在激振力作用下的动态响应,得到了结构的应力-时间历程。研究结果表明:V型柴油机机体隔板一点处应力变程由不同侧气缸的最高燃烧压力所引起且隔板上对称位置的应力分布趋势大致相反。根据该机体的材料和受力特点,应用临界面法预测了机体上若干位置的疲劳寿命,认为机体肩胛的圆角处由于受到典型的拉压载荷作用,易发生疲劳破坏。相关的样机台架试验表明:按照考核工况谱测试,经过387h试验,机体第二横隔板左侧产生裂纹。预测结果与试验结果相吻合,证明该计算的正确性。     

16V240ZJ柴油机机体疲劳寿命评价方法的研究

本文以16V240ZJ柴油机机体为研究对象,进行了疲劳安全评价方法的比较分析,提出了更为合理的应力幅计算方法。首先进行机体的有限元结构强度分析,并针对疲劳破坏的危险部位使用正应力法、主应力法以及Mises应力法进行了应力幅计算。分析讨论结果明确发现了目前计算应力幅多采用的主应力法和Mises应力法所存在的尚需解决的问题。同时。提出了更为合理的正应力分析方法,并且结合焊接工艺影响因素等,分析讨论了其对疲劳寿命的评价方法影响,为机车车辆的设计制造提供了重要的依据。     

风电机组行星轮系柔性齿圈疲劳寿命研究

为探究风电机组行星轮系柔性内齿圈在动态啮合力作用下的疲劳损伤规律,建立考虑内齿圈结构柔性的行星轮系动力学模型,运用瞬态动力学进行仿真计算得到内齿圈结构应力时域历程,并通过试验验证该动态应力仿真结果的正确性。运用雨流循环计数法及Goodman平均应力修正法得到对称循环应力,随后结合Miner线性损伤理论计算内齿圈结构的弯曲疲劳寿命,分析内齿圈结构变形引起应力变化对疲劳寿命的影响,探讨不同轮缘厚度、支撑数量及不同负载下内齿圈结构疲劳寿命的变化规律。结果表明：内齿圈疲劳寿命受到齿圈结构变形和轮齿变形的共同作用,轮缘越薄内齿圈结构变形越剧烈,各轮齿间寿命差距越大,两支撑间各轮齿疲劳寿命波动趋势越复杂;当齿圈柔性较大时,其最大应力由齿圈结构变形引起且疲劳破坏点由齿根向齿槽偏移,齿圈柔性较小时其疲劳寿命主要取决于轮齿变形。     

HT300发动机机体疲劳寿命分析

详细介绍了利用有限元软件ANSYS和疲劳分析软件Ncode-designlife对发动机机体进行疲劳寿命预测的流程。分析了HT300铸铁材料性能对机体疲劳寿命的影响。结果表明:材料泊松比对材料疲劳寿命的影响不大,弹性模量和抗拉强度对材料的疲劳寿命影响较大。机体寿命随弹性模量的增大而减小,随抗拉强度的增大而显著增加。     

发动机机体复合材料的疲劳性能研究

通过对发动机机体复合材料的疲劳试验，研究了短纤维热压成型工艺研制的玻纤／酚醛环氧机体材料的疲劳损伤和疲劳寿命，为发动机机体的复合材料设计和结构设计提供有价值的实验基础。     

主轴承盖结构优化设计

在发动机气缸体的框架设计开发过程中,由于主轴承盖结构承载着曲柄连杆机构往复运动所施加的交变载荷,主轴承盖结构的疲劳强度直接影响着气缸体的使用寿命。本文阐述设计阶段通过模拟发动机实际工作状态,对零件进行疲劳安全性能的计算,以便有效地降低框架实际生产后裂纹、断裂等失效形式的发生。     

主轴承盖结构优化设计

在发动机气缸体的框架设计开发过程中,由于主轴承盖结构承载着曲柄连杆机构往复运动所施加的交变载荷,主轴承盖结构的疲劳强度直接影响着气缸体的使用寿命。本文阐述设计阶段通过模拟发动机实际工作状态,对零件进行疲劳安全性能的计算,以便有效地降低框架实际生产后裂纹、断裂等失效形式的发生。     

某柴油机机体结构强度计算分析

利用有限元软件对某柴油机机体结构进行计算分析,并通过疲劳软件计算出结构的疲劳安全系数。通过有限元计算来模拟机体疲劳试验,分析结构是否满足设计要求,为设计提供参考。     

轿车用汽油机铝合金缸体的设计

在DFEMA分析的基础上,利用计算流体力学定量分析,确定了缸体的冷却液量及速度分布。采用有限元分析缸体的温度场和疲劳安全系数,优化设计了轿车用铝合金缸体,并进行了缸体水流、测温和整机可靠性试验。试验结果表明:该缸体工作可靠,试验测量结果与计算分析结果基本吻合,证明了缸体设计方法的有效性。     

Effects of crack position on fatigue life of large seamless storage vessels made of 4130X for hydrogen refueling station

Fatigue property of CrMo steel is significantly degraded by hydrogen embrittlement (HE), which probably influences the fatigue life of hydrogen storage vessels made of CrMo steel. In this study, tests of fatigue crack growth rate (FCGR) for specimens extracted from the cylinder, juncture and shoulder of a seamless storage vessel made of 4130X for hydrogen refueling station were performed in 45 MPa hydrogen gas. Based on the test results, a finite element method (FEM) based on adaptive grid technique was applied to calculate fatigue life of the vessel with an initial crack at different positions. 3D laser scanning technology was used to build the model which can well conform to the actual vessel. Results indicate that the FCGR of 4130X in 45 MPa hydrogen is approximately 10–15 times of the FCGR in air. The FCGR of specimens from the shoulder is approximately 1.2–1.5 times of that from the cylinder and juncture. However, as the influence of stress distribution, the fatigue life of a vessel with a crack in the middle of the cylinder is lower than that of the vessel which exists crack with the same size at the juncture and shoulder.     

汽油发动机气缸垫失效原因分析及设计预防研究

发动机气缸垫失效会引起整个发动机报废的严重后果,其原因主要是气缸垫设计不合理、发动机缸盖和缸体局部变形量过大、发动机缸盖螺栓夹紧力大小及其分布不合理、缸盖螺栓拧紧工艺不合理和缸体缸盖表面质量等几个方面。本文针对以上方面做了充分的阐述。利用科学的模拟分析方法指导气缸垫密封凸筋的分布与设计,通过计算得到合理的螺栓夹紧力,选择适当拧紧工艺,利用密封看板100%检测缸体和缸盖的结合面表面质量,通过这些措施降低和均匀缸盖各区域形变量,确保气缸垫在发动机完整生命周期内起到良好的密封作用。     

机体疲劳裂纹监测方法及监测系统软件的开发研究

采用小波分析方法应用于机体疲劳裂纹监测中,找出机体疲劳裂纹出现时的时间点,从而实现对机体疲劳裂纹的监测。设计了相应的机体疲劳裂纹监测软件,通过试验证明,此监测软件能够准确的判断疲劳裂纹的产生,对疲劳试验来讲有极好的应用价值。