副车架疲劳台架试验的有限元模拟

应用有限元分析法对副车架的疲劳台架试验进行强度和疲劳分析,得到副车架的应力分布图、副车架本体寿命云图和焊点寿命云图. 通过分析,可以预测模拟制动工况的疲劳台架试验中副车架本体及焊点可能出现的强度及疲劳问题.     

三桥刚性矿车车架的疲劳寿命分析及优化

车架作为矿车的主要承载部件,承担来自货厢与货物的载荷,同时将该载荷通过悬挂系统传递到车桥和地面,不平的地面又通过轮胎和悬挂系统将载荷反馈到车架上,导致车架受力情况非常复杂,车架的破坏形式不仅有静强度破坏,还存在疲劳破坏.通过有限元软件ABAQUS完成各典型工况的载荷加载与静强度分析,在疲劳寿命分析软件FE-SAFE中将...     

基于nCode Design-Life的某车架疲劳可靠性分析

针对某型半挂牵引车车架局部出现裂纹或者断裂现象,通过有限元理论和疲劳分析理论相结合进行了车架的有限元分析和疲劳可靠性分析。首先对该车架进行了建模和有限元静态特性分析,然后定义了特定的时间载荷序列数据和材料参数,选用了S-N疲劳设计和静态疲劳分析方法,利用疲劳分析软件nCode Design-Life对该车架进行疲劳可靠性分析,得出该车架的疲劳结果云图和各节点的疲劳寿命,并从相关云图中确定出车架容易破坏的位置和其寿命之后再进行样车实验验证。     

基于MSC Nastran的前副车架动刚度分析

设计某A级乘用车的前副车架,并用HyperMesh建立其有限元模型,用MSC Nastran的模态频率响应方法对该前副车架进行动刚度分析,得到相关频率的动刚度值.对该前副车架悬置点的动刚度分析可以为车辆NVH性能提供理论参考.     

可脱落式前副车架结构仿真与试验

为应对日趋严格的被动安全法规和标准以及当前流行的短前悬设计带来的整车前碰空间不足的问题,提出可脱落式副车架设计方案。首次引入三阶等效波设计方法,基于某车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真结果提取前副车架连接点位置的载荷特征曲线,规划可脱落式副车架的失效时域;设计前副车架脱落方式及其零部件试验方案,采用CrachFEM失效模型对试验方案进行仿真,对比5轮试验与仿真结果发现：CrachFEM失效模型仿真与冲击试验中前副车架的拉脱失效力峰值的误差最大值为4.31%。 将优选脱落结构设计方案应用于该车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真计算,前副车架在规划时域内脱落,第三阶等效加速度a3降低11.83%,整车位移增大20 mm,整车归零时刻延长1.1 ms,因此该方案可有效改善该车型的前部高速耐碰撞性能。     

基于MSC Fatigue的副车架灵敏度分析

结合某新型商务车副车架的开发要求,利用非线性软件对其常用工况进行强度分析.根据各工况的应力分布情况,找出应力集中的位置并分析其产生的原因,通过优化软件对5个应力较大工况进行灵敏度优化设计,根据优化后的尺寸再次进行强度分析.分析结果显示,副车架在满足应力要求下,总质量减小15.72%.同时利用MSC Fatigue软件进行全寿命分析,并与试验对比,优化后的副车架满足性能要求.     

基于热点应力法的桥式起重机主梁焊缝疲劳寿命分析

针对在起重机初期设计阶段由于实验数据短缺而难以快速准确地预测结构疲劳寿命的难题,依据IIW标准,应用热点应力法,用Marc进行桥式起重机主梁焊缝有限元应力分析.分析结果表明,应用热点应力法和有限元分析相结合的方法计算焊缝疲劳寿命简单可行,可实现在产品设计阶段有效地预测焊缝应力的分布,降低焊缝应力峰值,从而可有效地防止或延缓局部焊缝开裂现象发生.     

基于等效结构应力的铝合金地铁车体疲劳寿命预测

为评估某铝合金地铁车辆的疲劳寿命,采用美国ASME标准中的网格不敏感的主S-N曲线法对该车焊缝进行疲劳寿命预测.用HyperMesh对车体进行有限元建模,并对焊缝处网格细化;用ANSYS计算焊缝处应力;运用自主开发的FE-Weld软件对其进行等效结构应力的计算和疲劳寿命的预测;对疲劳寿命不符合设计要求的结构进行改进和优化,改进后结构的疲劳寿命符合设计要求.网格不敏感的主S-N曲线法具有重要工程应用推广价值.     

基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测系统开发和关键技术

根据ASME标准的计算公式,开发基于主S-N曲线法的焊接结构疲劳寿命预测软件,其核心是采用网格不敏感结构应力及一条主S-N曲线的方法计算焊接结构的疲劳寿命.系统开发选用面向对象的VC++语言和OpenGL开发库;采用模块化程序设计的思想将系统划分为有限元定义模块、焊缝定义及结构应力计算模块、载荷谱管理及雨流计数模块、主S-N数据管理及疲劳计算模块等4个核心模块;开发专用的接口程序和三维交互界面.该软件系统已在我国轨道交通制造行业中得到良好应用.以某货车车体关键焊缝疲劳寿命计算为典型实例,用软件系统进行车体疲劳寿命评估,计算结果表明该货车焊缝满足设计要求,同时也证明该软件系统的实用性和高效性.     

基于比利时路的某牵引车车架疲劳分析

为分析某牵引车在比利时路上的车架疲劳,建立该牵引车整车多体动力学模型。将试验测得的车轮六分力加载到模型中进行仿真分析,并与试验结果对比,验证模型的可信性。提取多体动力学仿真结果中的车架载荷历程,基于模态应力恢复理论对车架进行疲劳分析,预测车架疲劳寿命。仿真结果表明该分析方法可作为车架疲劳分析的有效手段。     

焊点模拟方法对疲劳仿真寿命的影响

为改善焊点疲劳仿真寿命分布的合理性,基于盒状样件,讨论焊点的模拟方法对疲劳仿真寿命的影响,并进行疲劳仿真结果与试验结果的对比分析.结果表明,梁单元焊点模型和ACM焊点模型受网格尺寸的影响较大;而nugget焊点模型受网格尺寸影响相对较小,即使在焊点周边的网格尺寸一致性不好的情况下,该模型也能给出相对合理的寿命分布结果.     

集装箱门式起重机金属结构及焊缝的疲劳分析

建立轨道式集装箱龙门起重机金属结构的有限元模型,基于港口实际工况计算的应力结果,利用专业疲劳分析软件MSC Fatigue对该场桥的金属结构及焊缝进行全寿命疲劳分析,得到整体的疲劳寿命分布和危险点的寿命值,为产品的疲劳耐久性设计提供重要参考.     

燃油箱吊座焊缝的强度和疲劳有限元分析

对某内燃机车燃油箱吊座中T型焊接接头部位焊缝强度和疲劳进行有限元分析.在焊缝熔深为2,3和5 mm(全熔透)时,将吊座有焊缝和无焊缝时应力有限元计算结果与传统方法计算结果进行比较,结果表明:在焊缝全熔透时吊座整体最大应力小于传统方法计算的无焊缝时的最大应力,说明全熔透结构具有更好的连接性能.焊缝全熔透时焊缝处节点应力分布表明几何截面突变明显处的节点应力较大.疲劳计算结果表明该燃油箱吊座满足疲劳强度要求.     

基于瞬态响应分析的汽车前舱盖开关疲劳寿命预测

采用有限元法对汽车前舱盖进行开关疲劳寿命预测分析.基于Abaqus/Expicit,采用直接积分法对前舱盖进行瞬态响应分析,得到前舱盖在关闭过程中的应力时间历程;运用雨流计数法得到离散的应力循环,采用平均应力修正法得到当量应力谱;根据Miner线性疲劳累积损伤理论预测前舱盖疲劳寿命和风险位置.优化改进后的前舱盖结构通过试验验证.     

Parametric structural optimization with respect to the multiaxial high-cycle fatigue criterion

Investigations on optimization of structures working in high-cycle load conditions were carried out and are presented in this paper. The development of a simple in application optimization algorithm for such structures was the main object of the authors. The work was concentrated on three principle areas: fatigue of material (with special regard to multiaxial criteria of high-cycle fatigue), parametric optimization of structures, and application of the finite element method. The investigations and numerical implementation of several high-cycle criteria were made and the most convenient one for optimization was selected. The main process of fatigue optimization was preceded by the testing of methods of structural optimization and the preparing the tools for improving the efficiency of the optimization algorithm. This stage includes preparation of software tools based on evolutionary algorithms. In addition, the decision variables were preselected through an investigation of the sensitivity of the objective function on small increments of these variables. The work was illustrated by examples of optimization of mechanical structures working in high-cycle load conditions. As observed in the computational examples, the proposed methodology of optimization allowed effectively lowering the mass of the studied structure while maintaining its durability on an established level. The tools and fatigue optimization methodology presented in this paper have universal character and can be applied to any case of a structure subjected to high-cycle loads. This paper was presented in the VI World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization, Rio de Janeiro, 30 May–03 June 2005.     

疲劳分析软件MSC Fatigue的工程应用

为实现交叉杆的疲劳寿命预测,应用实测载荷和材料数据,进行有限元的应力分析,采用名义应力法,基于MSC Fatigue进行交叉杆的疲劳寿命预测,与交叉杆的实际使用寿命较为吻合.表明基于虚拟疲劳设计软件的疲劳设计方法合理可行,为交叉杆的结构优化设计和疲劳寿命预测提供参考.     

Shape optimization of structural parts in dynamic mechanical systems based on fatigue calculations

In this paper a new method for an automated shape optimization of dynamically loaded components in mechanical systems is presented. The optimization is carried out by means of the results of a durability analysis based on finite elements. Load time histories, which are necessary for durability analyses, are derived from a multibody simulation. The whole optimization loop, which is an iterative procedure, incorporates all these gradual analysis steps and is implemented by the authors in a straightforward, batch-oriented manner using well-known standard software. Since the whole process involves several different analysis types, such as multibody system simulation and durability analysis, the resulting setup is rather complex. Furthermore, the reader may not be familiar with all the terms arising within the context of every single analysis domain. Therefore, some essential aspects of each of the stages involved in the process are explained to provide the reader with the necessary background. In the following, the required software setup as well as the implementation are described. Finally, an academic example is discussed to illustrate and clearly outline the potential of this method.     

汽轮机长叶片弹塑性分析及寿命评估方法

在当前汽轮机的某些极限设计工况下,基于无限寿命的线弹性考核规范已经无法满足当前的工程设计要求,需要发展弹塑性强度计算方法以及有工程意义的强度评估准则,并在此基础上引入低周疲劳寿命考核方法对零部件寿命进行分析预测.对某汽轮机末级长叶片进行弹塑性有限元分析,提出将基于局部应力 应变法的低周疲劳分析理论与商用疲劳分析软件相结合的方法对叶片进行强度设计的方法和流程.结果表明：所提出的弹塑性分析以及疲劳寿命评估方法能很好地反映长叶片的实际强度,有助于进一步制定一套完善的适合工程应用的长叶片强度评估标准,从而提高叶片的设计水平.