振动环境下飞机薄壁结构紧固件疲劳寿命研究

列举了飞机薄壁结构紧固件损伤失效故障的典型实例,简要分析了其失效特点与危害性。针对某型飞机机翼前缘襟翼单面连接结构紧固件松动、脱落的故障问题,提出了3种改进方案,并采用拉-拉疲劳试验与振动疲劳试验方法对改进前后的紧固件进行了对比试验。为模拟紧固件在振动疲劳载荷作用下的失效模式与失效过程,研制出了冲击振动试验台;初步建立了飞机结构紧固件振动疲劳试验方法。结果表明,在振动疲劳载荷与传统疲劳载荷作用下飞机结构紧固件的失效模式、损伤机理及寿命分布规律有显著差别。依据试验结果,给出了某型飞机机翼前缘襟翼单面连接结构改进的首选和备选方案。     

某型机载模块的随机振动疲劳分析

为研究随机振动条件下某型机载模块的疲劳特性,推导了功率谱密度下结构振动疲劳寿命的一般表达式,并利用高斯三区间法对其进行了简化,同时考虑了振动试验中随机信号削波处理对应力幅值概率分布的影响。随后通过有限元仿真,分析了结构振动疲劳破坏与模态振型的关系,获得了给定振动条件下疲劳危险位置的动态响应,最终给出了模块的振动疲劳寿命。计算得到的机载模块疲劳寿命和失效位置与耐久试验结果符合较好。     

整体叶盘振动特性分析与硬涂层阻尼减振设计研究

正整体叶盘是为了提高航空发动机性能而采用的一种新型结构部件,在当前先进航空发动机结构中得到了高度重视和成功应用。整体叶盘的振动及疲劳破坏问题极为突出:容易出现盘片刚度相近而导致发生耦合振动;无榫结构形式降低了振动阻尼能力,使得其在恶劣工作环境条件下容易处于大振动和高动应力状态;整体叶盘发生疲劳破坏后的修复难度很高。针对整体叶盘减振和抗振动疲劳的需求,本文采用解析分析、数值计算与试验测试相结合的方法,研究了考虑结构特征     

某机载单元随机振动疲劳分析

为了解决机载单元结构振动疲劳和耐久性问题,文中阐述了随机振动疲劳寿命频域分析法和Miner 线性损伤理论,并基于随机振动疲劳寿命频域分析法,使用nCode DesignLife 软件对某机载单元进行了随机振动疲劳仿真分析,验证了该机载单元结构在随机振动激励下的可靠性,可为机载产品的随机振动疲劳分析提供指导。     

呼吸式裂纹梁的振动疲劳裂纹扩展耦合分析

为提高结构振动疲劳分析的精度,提出一种呼吸式裂纹梁的振动疲劳裂纹扩展耦合分析方法。分析过程中,采用双线性弹簧描述呼吸式裂纹,广义的Forman方程模拟疲劳裂纹扩展;运用Galerkin法把裂纹梁简化为单自由度系统,振动分析与疲劳裂纹扩展计算交替进行,并考虑了振动疲劳裂纹扩展耦合行为。结果表明,对于含裂纹结构的振动疲劳裂纹扩展,采用呼吸式裂纹可以更客观地描述振动过程和裂纹扩展现象;激励频率和阻尼效应对疲劳寿命具有重要影响,尤其对共振疲劳裂纹扩展而言,阻尼效应特别明显。     

起重机械金属结构振动与故障诊断思考

为探讨起重机械金属结构振动与故障诊断，采用理论结合实践的方法，立足码头门座式起重机金属的结构特点，分析了起重机械金属结构静态疲劳和动态疲劳的差别，提出了起重机械金属结构振动故障诊断中存在的问题，以及提升振动故障诊断准确性和效率的方法。分析结果表明，码头起重机械运行环境复杂，在长期振动的影响下，会加速起重机械疲劳破坏，缩短安全使用寿命，也不利于生产效率的提升。科学合理的振动故障诊断方法和措施，可及时发展振动损坏，制定有针对性的处理法，以提升起重机械的使用性能。     

吊挂随机振动疲劳影响因素分析

根据结构随机振动疲劳寿命的频域分析方法,采用有限元方法计算了某型导弹吊挂的随机振动疲劳寿命,同时研究了吊挂的结构参数对振动疲劳的影响。首先计算了结构的不规则系数;然后定量分析了不同结构参数对疲劳寿命的影响;最后为了研究平均应力对随机振动疲劳寿命的影响,采用Goodman准则推导了结构的平均应力修正系数。研究结果表明应力响应标准差是影响吊挂振动疲劳寿命的主要因素;材料参数和模态阻尼对吊挂的疲劳寿命有着较大的影响;平均应力对疲劳寿命的影响也不容忽视。     

基于非线性振动调制超声导波的悬臂梁结构的非线性损伤定位

提出了一种利用非线性振动调制超声导波的方法,实现了悬臂梁结构中非线性损伤定位（疲劳裂纹）。在该技术中,损坏的金属梁设计为悬臂梁结构,引入的磁铁系统用来控制悬臂结构的动力学响应,使模型呈现出非线性振动。结合非线性振动声调制技术和同步锁相解调技术,提取出由于疲劳裂纹引起的非线性响应,实现疲劳裂纹的定位。     

多轴向随机激励下结构疲劳失效的判定方法

对多轴向振动环境下结构振动疲劳失效行为进行了试验研究,提出了2种多轴随机振动疲劳试验试件疲劳失效的判定方法。通过激光测振仪和35670A动态信号分析仪对结构的1阶固有频率进行跟踪监测,通过动态应变测试系统对试件缺口部位的应变进行了实时监测。根据试验数据,分析了多轴向振动环境下疲劳裂纹扩展与固有频率变化和应变变化的关系,确定了2种疲劳失效的试验判定准则,并对2种判定方法的适用性进行了讨论。     

随机振动载荷下导弹吊挂疲劳寿命分析

基于结构振动疲劳寿命分析方法,采用有限元分析软件对某型导弹吊挂在挂飞过程中承受随机振动载荷产生的疲劳破坏问题进行了研究。利用有限元软件对全弹的前3阶弯曲模态进行了分析,并和地面试验数据进行对比发现误差在15%以内,表明所建立的模型符合工程要求;其次,基于振动疲劳寿命频域法中的Dirlik雨流分布模型,采用Dirlik经验公式对导弹吊挂在耐久振动和机动抖振下的疲劳损伤和疲劳寿命进行了研究和估算。结果表明:导弹吊挂在耐久振动和机动抖振下均满足飞行寿命需求,且在机动抖振下的寿命比在耐久抖振的寿命要短。     

机载雷达结构随机振动疲劳破坏技术研究

振动疲劳破坏潜在巨大威胁,是航空结构破坏的一种主要形式.快速准确地预测结构随机振动条件下的薄弱环节是结构设计的关键技术之一.文中将有限元分析与振动试验进行了对比分析,对结构疲劳破坏的机理进行了探究,分析了模态振型与随机振动破坏的内在联系.除定性判断外,还引入了基于PSD的疲劳寿命分析理论方法,将MSC软件与当前流行的疲劳分析软件结合起来,对某分机安装架进行了疲劳寿命分析计算,分析结果与试验吻合度良好.对结构疲劳破坏规律的研究,为后续结构设计分析提供了理论支撑.     

LY12CZ铝合金悬臂梁动态疲劳S─N曲线的试验测定

在４０多件典型小试件（悬臂梁）上进行的振动疲劳试验结果表明，ＬＹ１２ＣＺ铝合金悬臂梁的动态疲劳Ｓ－Ｎ曲线可用双对数坐标上的一条直线ｌｏｇＮ＝２０．２０５３－６．８４３２１ｏｇＳ表示。该Ｓ－Ｎ曲线可用于相应材料结构的动态疲劳分析。研究指出，对于典型结构的动态疲劳试验，通过测定谐振频率的降低来判断疲劳裂纹的出现是一个行之有效的方法。     

随机振动环境下结构的疲劳失效分析

讨论了随机振动响应的统计特性分析、结构响应的动应力与常规疲劳载荷的关 系,如何将结构响应动应力等价为常规的静力疲劳载荷,利用Ｓ－Ｎ曲线和名义应 力法对结构寿命的估算方法等。完成了用功率谱密度表示的随机振动载荷作用下悬 臂板结构的响应分析以及疲劳寿命估计。     

航电设备结构的抗振性设计

电子设备在振动环境下,由于振动的疲劳效应及共振现象,可能出现电性能下降、零部件失效、疲劳损伤甚至破坏的现象.因此在航电设备结构设计中考虑振动因素是必不可少的.文中主要通过PCB板和机箱结构件的频率特性分析,研究在振动环境下PCB板和机箱结构的设计方法.     

ANSYS在梁-板壳结构随机振动分析中的应用

基于ANSYS建立了梁-板壳结构有限元力学模型。对梁-板壳结构模型在地震位移激励作用下的随机振动响应特性进行分析,并对后处理结果进行简要分析。最后利用ANSYS随机振动结果进行随机疲劳计算并对工程实际中钢架结构的随机振算。主要振动响应特性分析结果以及随机疲劳的计算分析对钢架结构的设计具有一定的指导和参考价值,可以使工程设计人员在设计钢架结构阶段考虑得更加深入,使钢架结构得以优化,以期提高钢架结构的抗振性能和使用寿命。     

起重机械金属结构振动与故障诊断的研究

在桥梁、高层建筑的结构安全测试和旋转机械的振动故障分析等应用中,振动测试技术已形成了一套完整的体系,该体系包括测试原理及方法、特征信号的处理与提取、故障诊断和状态识别。在起重机械金属结构服役安全评估与评价方面,结合大量的现场振动测试数据结果发现,金属结构的疲劳失效与结构的振动响应密切相关,故此对将振动研究与故障诊断应用于起重机械金属结构服役安全评估上的可行性展开了探讨,并提出振动失效机理研究、振动故障诊断是目前急需要解决的难题。     

基于ANSYS的振动给料机给料槽有限元分析及结构改进

基于ANSYS软件,对振动给料机给料槽在激振力交变载荷作用下的疲劳损坏,建立合理的给料槽有限元模型,进行谐响应分析,找出薄弱环节,并对结构提出改进方案,为振动给料机优化设计提供更合理的依据。     

随机振动载荷作用下航空液压管路疲劳寿命数值预估

液压管路作为飞机液压传动系统的重要组成部分,是飞机安全飞行的重要保障。由于飞机飞行环境的复杂性,随机振动载荷下的疲劳分析是飞机液压管路动力学设计的重要手段。选取大型客机C919左侧机翼的一段典型液压管路作为研究对象,应用ABAQUS有限元软件进行随机振动响应分析,获取随机振动载荷下的应力响应功率谱密度函数,对液压管路在随机振动载荷下的强度特性进行分析,结合S-N曲线对管路结构危险部位疲劳寿命进行预估,为航空液压管路的设计及优化提供了理论参考。     

车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法*

提出多载荷时间历程的外推方法,给出车下设备承载结构疲劳试验载荷谱编制方法。基于载荷时间历程的雨流计数矩阵,利用二维核密度估计方法(Kernel density estimation, KDE),提出在多载荷时间历程输入条件下的外推方法;应用平均应力修正公式、累积损伤理论和等效损伤准则,根据外推载荷数据,给出疲劳试验程序谱的编制方法;结合动车组车下设备线路测试数据对外推方法进行验证,编制了车下设备承载结构疲劳试验程序谱,并分别使用疲劳试验程序谱和振动测试数据对承载结构进行疲劳强度计算。数据外推结果表明：多载荷时间历程外推方法计算的损伤与实际载荷损伤误差为3.6%,大的扩展倍数下KDE可以给出低周、大幅值载荷;疲劳强度计算结果表明：由于KDE外推产生了大幅值载荷,疲劳试验程序谱计算的损伤比振动测试数据计算的损伤增加了43.8%,所以,在进行疲劳试验载荷谱编制时,需要计算可能出现的大幅值载荷。此研究为其他结构程序载荷谱的编制提供借鉴案例。     

高速列车受电弓区车内噪声研究与控制

针对高速列车受电弓区噪声相对较高的问题,提出受电弓减振安装方案,并在模拟实车环境下验证了其降噪效果和可靠性。首先,在某高速列车上进行了线路运行条件下受电弓区振动和噪声测试,分析发现结构振动是该区域噪声传播的重要方式,设计了一种独特的锥形椭圆结构减振座,用于受电弓弹性安装;其次,搭建了模拟现车试验台,验证减振座的降噪效果;最后,进行了总计252万次的疲劳试验以验证减振座的可靠性。试验结果表明,该减振座能够有效减小受电弓振动对车体的激励,从而降低该区域的噪声,降噪效果约为4dB(A),其疲劳可靠性能够满足线路运行要求。