热力耦合轧辊疲劳寿命分析

应用ANSYS有限元软件,从传热学和力学角度对轧辊进行了热力耦合分析。首先对立辊进行了温度场模拟,得到其稳定轧制状态下的温度场情况;其次,把轧辊稳定的温度场作为体载荷,与轧辊在轧制过程中承受的外载荷,通过耦合分析得到稳定轧制状态下轧辊的应力场分布情况;最后,在疲劳损伤累计理论基础上,用ANSYS/Fe-safe疲劳分析软件对轧辊的疲劳寿命进行了预测分析。模拟结果与实际数据对比基本吻合,证明模型的可靠性,对轧辊的安全使用有重要的意义。     

周向均布拉杆转子低周疲劳寿命研究

以周向均布拉杆转子为研究对象,综合考虑温度载荷和离心载荷的耦合作用,采用有限元法对拉杆转子启动、稳定运行与停机过程的耦合应力进行计算,依据Miner累积疲劳准则对转子不同启停工况下的疲劳寿命进行分析。研究结果表明:在启动与停机过程中透平鼓筒内倒角处应力集中明显,是拉杆转子疲劳损耗的危险位置;不同工况转子疲劳损耗存在明显的区别,其中冷态启停工况下的寿命损耗最大,每次启停的损耗达到了0.116%,温态启停每次损耗为0.056%,热态启停工况寿命每次损耗仅为0.032%。研究可为周向均布拉杆转子的设计制造及其疲劳寿命的预测提供参考。     

调峰载荷谱下200MW汽轮机转子疲劳寿命估算

阐述了载荷谱下汽轮机转子疲劳寿命的计算方法，推导出计算转子瞬态温度场弹塑性应力场的有限元方程，并编制了程序。用该程序计算了２００ＭＷ汽转子在几种启、停工况下的分布，最后计算了该转子在调峰载荷谱下的疲劳寿命消耗。     

热-机耦合条件下气缸盖强度及疲劳寿命分析

针对气缸盖在工作中承受交变载荷,容易形成疲劳损坏的现象,介绍了一种快速有效的方法来计算气缸盖的疲劳寿命.首先利用Hypermesh软件建立了有限元模型,针对不同区域设置了不同的单元密度,并通过有关参数来控制网格的质量.然后利用Abaqus软件分别计算了气缸盖的温度场、稳态应力场和耦合应力场,在温度场的计算中,将燃烧室火...     

铸轧辊套的热结构耦合分析及疲劳寿命预测研究

基于ANSYS建立了铸轧辊套的温度场和应力场模型,并进行热结构耦合求解,分别得到辊套的温度场及应力场分布规律;分析了辊套的失效机理,提出辊套疲劳寿命预测公式.研究结果不仅对提高辊套使用寿命有重要意义,而且对铸轧生产实践有重要参考价值.     

连铸中间罐盖热疲劳失效有限元分析

热效应引起的高温表面断裂是一个重要工程问题。由于热循环造成的热龟裂、表层剥落及热脆断是高温钢液存储罐盖、热轧辊、压铸模等工件的主要失效形式,热疲劳损伤裂纹主要是热应力与冲击热应力共同作用的结果。根据有限元技术和传热学理论,以高温钢液中间存储罐在热疲劳条件下其罐盖失效的物理解剖描述为基础,对实际罐盖的温度场、应力场进行ANSYS有限元计算,进而得出罐盖的瞬态温度场和热应力场的计算结果,并确定罐盖危险点。同时对罐盖热疲劳损伤及断裂产生的原因进行进一步的分析。分析结果再现罐盖部件所受的温度、应力、应变及失效的全过程,证明有限元分析模型和求解条件的正确性,从而提出一种实际部件热疲劳失效的有限元法,认为罐盖热疲劳抗力的改善主要取决于罐盖结构与使用的材料。该问题的深入研究,为后续罐盖材料与结构优化提供理论基础,对在高温和热冲击条件下工作设备热疲劳损伤问题、寿命预测及其控制具有重要参考价值。     

PBGA焊点的热疲劳寿命分析

采用焊点阵列数学分析的方法得到阵列在热循环载荷作用下,由于元件、焊点及基板的热膨胀系数不匹配所产生的阵列对关键点焊点的热位移影响。然后利用焊点盛开有软件得到焊点的形态,通过编制相关转换程序进行关键焊点的非一有限元分析,从而得到关键焊一内的最大变值,利用低周热疲劳寿命预测公式得到焊点的热疲劳寿命。     

水冷盘式制动器热疲劳失效有限元分析

针对海洋钻井绞车在连续下钻过程中的制动工况,建立了水冷盘式制动器三维热—机耦合分析模型,运用大型有限元分析软件ABAQUS数值模拟了制动器的制动过程,获得了制动盘表面及内部温度场与应力场的分布特征,并以此为基础分析了制动盘热疲劳失效的机理。研究结果表明:连续制动工况下,制动盘的温度场与应力场相互耦合,两者具有相似的变化规律;周向热应力是形成制动盘表面初始裂纹的主要应力分量,在热应力反复作用下,该初始裂纹发展为粗大的裂纹,最终导致制动盘的断裂。分析结果与实际情况吻合较好,从而证明了该分析方法的正确性和可行性。     

金属材料热疲劳寿命的定量研究方法

基于低周疲劳研究,从应用范围、温度幅等与材料热疲劳寿命之间关系的角度出发,对各种热疲劳寿命的定量研究方法进行了综合分析,提出应大力开展金属材料热疲劳寿命的定量研究,为提高金属材料的抗热疲劳性能提供基础数据。     

焦炭塔的热机械疲劳剩余寿命分析

本文对已服役２４年（原设计１５年）的焦炭塔进行了热机械疲劳剩余寿命分析与计算，此塔仍可再使用４年。     

桥式起重机有限元分析和疲劳寿命研究

以某180 t×24.85 m冶金桥式起重机为对象,应用有限元分析软件Ansys研究桥架的变形和应力分布状态,并与现场测试结果进行对比分析。结果表明,该起重机的最大挠度、静态Von Mises等效应力和第一阶固有频率均符合起重机设计规范要求。通过无损探伤发现桥架北主梁的下盖板上有裂纹,应用有限元分析和损伤容限设计对起重机裂纹的疲劳寿命进行研究,其分析数据可为起重机的日常维护检修和安全评估提供参考。     

热作模具热疲劳寿命评估及预测方法的研究进展

热作模具服役过程中存在温度及机械载荷的循环变化,产生变形及失效的机理复杂,故热作模具热疲劳寿命的评估预测是模具应用研究的难点。结合现有研究成果,介绍了热应力疲劳研究中可用于热作模具热疲劳寿命评估及预测的方法, 从唯象寿命模型和损伤累积模型两个角度分别阐述了热作模具热机械疲劳寿命的研究,并对热作模具热疲劳寿命预测的发展趋势进行了展望。     

退火炉底板热结构耦合的有限元分析

利用ANSYS有限元软件并采用间接耦合法对环形退火炉炉底板构件进行热应力分析,为了进一步较为准确地揭示在热处理过程中炉底板的温度和应力场分布规律,关键点主要是考虑对流换热因素的边界条件。首先,编辑对流环境温度函数以及施加对流换热系数模拟炉底板温度场。然后,在温度场的基础上,采用热—结构耦合的方法,实现温度场与外载荷的热结构耦合分析,得到炉底板的应力变化分布规律。分析结果结合炉底板实际工作环境来分析失效的原因,可以对提高炉底板的使用寿命有着重要的理论指导作用。     

基于热-机耦合的气缸体应力和疲劳分析

以某型空压机气缸体为对象,建立包括气缸、气缸套的气缸体组件模型。基于ANSYS对气缸体进行热-机耦合分析,对比研究在热负荷、螺栓预紧力、气压综合作用下气缸体的温度、应力和疲劳分析,结果表明其安全系数满足要求,且热载荷对气缸体的应力、变形影响最大,同时气缸体和气缸套之间的装配间隙对气缸体应力应变有较大影响。     

某乘用车催化器总成低周疲劳寿命预测

鉴于目前SUS441铁素体不锈钢催化器总成应用低周疲劳寿命预测经验通用公式精度低的不足,对SUS441材料进行高温拉伸试验数据采集,拟合修正了Manson-Coffin公式疲劳寿命预测参数;通过STAR-CCM+软件和ABAQUS软件建立基于体映射法的流-固-热耦合模型,分析了催化器总成在4个工作循环后的热负荷,对SUS441催化器总成进行低周疲劳寿命估计。结果表明,温度场仿真结果与试验数据在误差范围内,模型可信度高;利用修正公式得到应变-低周疲劳寿命曲线,进行寿命预测,通过发动机台架冷热冲击耐久试验证明修正公式比经验通用公式更准确,该结果可为催化器总成设计开发提供指导。     

滚动轴承疲劳寿命的最小寿命研究

以53个基本型号、153组共计2301套轴承的疲劳寿命试验数据为基础，采用将小子样合并为大子样的方法，重点对可靠度大于90％的Weibull分布形状参数b及最小寿命L0进行了分析研究，结论为6=2．0，L0=0．085L10。     

提高冷轧工作辊寿命的探讨

分析了轧辊损坏的原因 ,从而提出了提高轧辊使用寿命的措施     

冷轧工作辊的带状疲劳剥落

影响冷轧工作辊寿命的因素很多,失效形式也是多种多样的。为找出冷轧工作辊的主要失效形式,曾对某厂的冷轧工作辊使用记录进行一次统计与分析。结果表明:由于产生表面裂纹或剥落导致失效者,占总使用辊数的70％以上;由表面裂纹或剥落导致有效直径的损失,平均达60％以上,高者可达90％以上。     

倒装芯片封装结构中SnAgCu焊点热疲劳寿命预测方法研究

由于焊点区非协调变形导致的热疲劳失效是倒装芯片封装（包括无铅封装）结构的主要失效形式.到目前为止,仍无公认的焊点寿命和可靠性的评价方法.文中分别采用双指数和双曲正弦本构模型描述SnAgCu焊点的变形行为,通过有限元方法计算焊点累积蠕变应变和累积蠕变应变能密度,进而据此预测倒装芯片封装焊点的热疲劳寿命.通过实验验证,评价上述预测方法的可行性.结果表明,倒装芯片的寿命可由芯片角焊点的寿命表征;根据累积蠕变应变能密度预测的焊点热疲劳寿命比根据累积蠕变应变预测的焊点热疲劳寿命更接近实测数据;根据累积蠕变应变预测的热疲劳寿命比根据累积蠕变应变能密度预测的热疲劳寿命长;采用双指数本构模型时,预测的焊点热疲劳寿命也较长.     

鼓式制动器热-结构直接耦合有限元分析

鼓式制动器的制动过程涉及到接触应力场和摩擦生热温度场的相互耦合作用,在制动过程中,温度的变化会对结构的变形及材料属性产生影响,同时,结构的变形也会改变结构的热边界条件,进而又影响温度的变化。采用ANSYS直接耦合场方法建立鼓式制动器非线性仿真模型,考虑摩擦的影响,仿真计算一次紧急制动工况下鼓式制动器应力场、温度场以及摩擦副间接触压强分布随时间的变化情况。