抽筒子疲劳裂纹扩展研究及剩余寿命预测

针对炮闩机构的抽筒子爪部出现疲劳断裂的问题,研究抽筒子的疲劳裂纹扩展及剩余寿命预测。针对抽筒子材料45CrNiMoVA,开展室温下断裂韧度和疲劳裂纹扩展试验,测试材料的断裂韧度,结合实验数据拟合得到Paris断裂公式。通过对抽筒子裂纹扩展因素的研究得到:应力由300 MPa减小至200 MPa时,剩余寿命增幅最大,增大约3.2倍;初始裂纹长度从0.5 mm增大到1 mm时;剩余寿命减小幅度最大,减小约1.8倍;当材料的断裂韧度越大,剩余寿命越大,且增长的趋势越来越缓慢。     

装甲车体疲劳裂纹扩展寿命预测方法研究

以多体动力学和线弹性断裂力学为理论基础,基于虚拟样机技术,通过建立履带式装甲车辆的刚柔耦合模型并对其进行虚拟试验测试,获得车体薄弱部位的应力谱数据;结合裂纹形状尺寸及材料的断裂特性,预测出了车体裂纹从初始长度扩展至一定长度所经历的寿命里程,从而提出了一种比较实用的预测装甲车体疲劳裂纹扩展寿命的技术方法。     

疲劳寿命预测概况

本文对疲劳寿命预测的基本方法及研究动态作了简要综述。说明了针对不同的工程结构或零部件需要选取不同寿命预测方法的重要性。     

自行火炮综合传动装置非线性动力学仿真与疲劳可靠性寿命预测

为准确地获取综合传动装置关重件的载荷谱,对自行火炮的综合传动装置非线性动力学仿真与疲劳可靠性寿命进行预测研究.建立非线性多级齿轮传动系统的虚拟样机,对其工作过程进行仿真,将同工况条件下综合传动装置虚拟样机仿真结果与综合传动实验台实验结果进行对比,验证基于虚拟样机获取载荷谱的可信性,对载荷谱进行插值运算得到齿轮危险点的应力-时间历程,采用三峰谷雨流计数法生成2维分布的随机疲劳应力谱,充分考虑材料的疲劳性能,预测关重件在多存活率下的疲劳可靠性寿命.研究结果表明:该方法能准确地描述齿轮-转轴-轴承非线性系统的动力学特性,预测关重件在多存活率下的疲劳寿命,为实现预防性维修和精确化保障提供决策依据.     

变幅中载条件下的疲劳寿命预测

在疲劳累积损伤分析的基础上得出了对数累积损伤模型，阐明了变幅加载条件下疲损伤的累积特征和寿命预测方法，对数累积损伤模型作为一个失效判据，已在某中口径自动舰炮输弹簧疲劳寿命预测中得到较满意的应用。研究表明，应国水平改变时，损伤因子Ｄ发生不连续变化导加载顺序效应的重要原因。     

稳定杆疲劳载荷确立及疲劳寿命分析

横向稳定杆是汽车悬架中的重要结构部件,当其疲劳断裂发生时,会严重危害车辆行驶的安全性.基于传统汽车稳定杆设计处于类比和经验设计阶段,疲劳可靠性设计偏保守、开发周期长,对整车性能和成本控制不利.文中首先,采集试车场内稳定杆连杆载荷,利用Palmgren-Miner线性累积损伤理论,确立疲劳载荷制定方法,生成稳定杆疲劳试验多级载荷谱;然后,通过疲劳仿真分析,确定稳定杆疲劳试验危险截面及疲劳热点.最后搭建进行稳定杆疲劳台架试验.结果表明,稳定杆疲劳台架试验失效寿命及位置与仿真预测基本一致.说明文中疲劳载荷制定方法有效,对稳定杆疲劳载荷制定、疲劳寿命预测有一定的指导意义.     

高压下厚壁圆筒疲劳寿命试验

介绍38CrNi3MoV厚壁圆筒模拟管的试制过程,进行液压循环疲劳寿命试验。结果表明,在实验室条件下试制的6支模拟管,其二端的力学性能:Rr0.11270～1320MPa、A13%～18%、Z45%～54%、-40℃Akv25～37J。在循环压力为600MPa下,模拟管的安全疲劳寿命为1807～3449次(发)。     

冲击载荷作用下的结构设计方法

从最基本的动力学方程出发,通过一维简化研究了某承受特定冲击载荷的支架的动力学响应问题.通过理论公式与有限元方法相结合提出了在冲击载荷下的支架动强度评估方法,可以方便地用于支架在特定冲击载荷作用下的动强度估算,并推广应用到类似的结构设计当中.     

自行火炮行动系统关重件的疲劳寿命仿真

建立了某型自行火炮虚拟样机模型,仿真并获得了各典型行驶工况下行动系统关重件的载荷时间历程。以扭力轴为研究对象,对各单一工况下的二维随机扭矩载荷进行计数统计和分布检验,采用权系数法、概率密度推断法和最速下降法对载荷进行多工况的合成和扩展,获得了其全寿命里程二维设计谱。并通过有限元分析和名义应力法,运用MM( modified miner)法则和EM( elemental miner)法则对扭力轴进行材料疲劳特性修正和安全寿命预测,结果表明：MM法则更为合理一些,并认为扭力轴不萌生宏观裂纹的疲劳寿命为12 814 km．     

冲击载荷作用下机构强度可靠性研究

针对冲击载荷作用高应变率材料性能的变化,采用塑性分析与设计的方法,对强度特征值进行了深入研究,得出了初步的结论。以某火箭导弹发射系统插拔机构为应用实例,得出了计算结果,分析了强度可靠性。此例的成功应用,为武器装备冲击载荷下机构强度可靠性的计算提供了重要参考依据。     

静载和疲劳载荷共同作用下的结构可靠性分析

对在静载荷和疲劳载荷共同作用下的结构系统中的各失效元件的失效时间进行研究。首先,分析了失效路径中第一个失效元件的静载失效和疲劳失效时间,建立了两种失效时间下的安全余量方程,分别计算两种失效模式下的可靠性指标。通过对比两个可靠性指标的大小,得出了第一个元件的失效模式和失效时间。其次,在第一个失效元件失效时间的基础上,分析了失效路径中未失效元件的剩余强度和累积损伤,从而得出了失效路径中各元件的失效时间,为建立安全余量方程提供了合理的表达式。通过算例表明,本文方法符合工程实际,为在静载荷和疲劳载荷共同作用下的结构系统的可靠性分析提供了一个合理的方法。     

基于协同仿真的传动箱齿轮疲劳寿命预测方法

复杂部件的疲劳寿命预测一直是结构抗疲劳设计和装备维修保障的研究重点。将计算机辅助工程(CAE)技术引入到武器装备领域中,对协同仿真技术在武器装备领域中的应用作了深入探讨,构建了传动箱被动齿轮寿命预测的协同仿真平台,通过4种商务软件的集成,对传动箱齿轮的疲劳寿命进行了预测。     

火炮身管寿命理论预测方法

针对火炮身管寿命预测问题,对火炮身管寿命理论预测方法进行探讨.描述了身管寿命降低过程与表征,分析了疲劳寿命、烧蚀磨损寿命以及温度及燃气 3 大因素对身管寿命造成的影响,重点概括了预测身管寿命的理论方法,并逐一进行分析.分析结果表明:理论预测身管寿命方法的预测结果较为准确,对研究火炮身管寿命理论预测有一定的参考价值.     

车架多工况功率谱法随机疲劳寿命估算

该文根据功率谱法随机疲劳寿命估算的基本原理,推导出载重汽车车架多工况寿命估算的功率谱综合法。依据损伤等效的原则,建立了多工况综合功率谱数学模型,并利用该方法对IFA—W50L卡车的纵梁进行了疲劳寿命估算,运用Monte Carlo模拟和传统的寿命估算方法验证了谱综合的有效性。估算结果与实车试验结果有较好的一致性。     

基于虚拟样机技术的装备操纵摩擦元件寿命预测

利用ADAMS软件建立装备操纵摩擦元件虚拟样机。基于虚拟样机平台，结合干摩擦磨损实验，依据磨损寿命计算流程，建立了磨损失效寿命预测模型，实现了操纵摩擦元件磨损寿命的预测。干滑动摩擦磨损实验是在自制销-盘式摩擦磨损试验机上进行的。该方法可准确快捷地预测装备操纵摩擦元件的寿命。     

可燃药筒贮存寿命快速评价方法研究

通过采用加速老化试验方法,研究了绕丝可燃药筒和模压可燃药筒的热安定性、化学稳定性和失效模型,对比分析了两种药筒的性能变化;并对经过长期贮存的绕丝可燃药筒进行多项性能检测,研究影响其贮存寿命的薄弱点和失效模型.利用相似产品预测法,建立了快速评价可燃药筒长期贮存寿命的方法.     

随机载荷作用下自行火炮扭カ轴疲劳可靠性分析与仿真

建立了自行火炮虚拟样机，仿真获得了各典型工况下扭力轴的扭矩载荷时间历程。通过有限元分析、计数统计和合成扩展，获得了扭力轴花键根部最危险部位的全寿命里程二维疲劳应力设计谱。考虑了几何尺寸和疲劳强度影响因素的随机性，利用Monte-Carlo抽样和3-6-1 BP网络仿真了疲劳横向应力的概率密度函数，并获得了扭力轴的p-Sa-Sm-N曲面方程。研究了疲劳横向随机性和纵向随机性的本质区别和计算方法，结合修正二维概率(MTP) Miner准则理论，对扭力轴进行了疲劳可靠性分析。建议扭力轴的大修周期为12 000 km.