核电站控制棒驱动机构隔磁片冲击响应分析

核电站控制棒驱动机构主要用于反应堆的启停、功率调节以及事故工况下的快速释棒停堆。由于隔磁片被置于控制棒驱动机构的磁极和衔铁之间,在核电站的设计寿期内将要承受数百万次的冲击载荷,因此分析隔磁片冲击响应,对控制棒驱动机构的安全设计及寿命预估尤为重要。某型号控制棒驱动机构样机寿命试验中还曾发生过隔磁片冲击破损的情况。文中建立了隔磁片冲击响应动力学方程。采用有限元方法得到了不同运动部件所受的电磁力和流体阻力,结合动力学方程得到了不同部位隔磁片的冲击响应,包括冲击速度和峰值冲击力等结果,为后续运动部件寿命评估提供了依据。     

剪叉机构的疲劳寿命分析及结构优化

疲劳失效是剪叉机构主要失效方式之一,根据剪叉机构高周疲劳的特性,选择名义应力法对剪叉机构的疲劳寿命进行评估,建立剪叉机构的数学模型,基于子模型思想,对危险构件进行隔离分析,得到剪叉框架的最小疲劳寿命和最小安全系数的区域,进行结构优化,保证剪叉机构在设计寿命内安全运行。     

控制棒驱动机构电磁结构优化分析

控制棒驱动机构是控制反应堆反应性的关键设备,作为一个电磁驱动的机电装置,它的动作完成都受3个电磁线圈所激发的电磁场来控制。文中分析了目前控制棒驱动机构电磁结构设计方面有待提高之处,并通过采用电磁场有限元分析软件Magnet对整台驱动机构的电磁场进行数值仿真,对静态下CRDM线圈通电的电磁特性进行分析研究,提出相应的结构优化方案,并进行了优化前后的性能对比。     

基于润滑优化的重载牵引电动机轴承长寿命技术研究

随着机车朝着高速重载方向发展,牵引电动机轴承的载荷及冲击振动急剧增大,给轴承疲劳寿命周期带来了新挑战,在轴承服役寿命周期内轴承出现了早期疲劳剥落,导致轴承提前失效,给机车运行带来安全隐患。针对某款机车牵引电动机深沟球轴承外圈沟道面剥落失效进行了分析,失效原因主要为润滑不良导致的疲劳剥落,提出了改换极压型润滑脂的寿命优化技术方案,经过实车运行考核评估,优化方案有效提升了轴承寿命及润滑状况。     

控制棒驱动机构老化机理及影响分析

反应堆运行期间,设备随着服役时间的增长,由于一种或多种老化机理的综合作用,会发生影响其安全功能的各种形式的变化。控制棒驱动机构作为反应堆的关键设备,长期运行于高温、高压环境中,由于冲击、磨损、腐蚀等因素将产生一系列老化、性能衰减现象。文中研究分析了控制棒驱动机构的老化机理,并根据控制棒驱动机构几大关键的老化机理,开展了失效模式及影响分析。     

电驱动换挡机构疲劳寿命试验系统设计

根据电驱动换挡机构疲劳寿命试验要求,设计开发了基于电驱动换挡机构疲劳寿命为评价指标的试验系统;并就系统的组成、工作原理和测控软件等进行了详细介绍。经试验验证,该系统稳定可靠,操作方便,很好地满足了电驱动换挡机构疲劳寿命试验的要求。目前,该系统已在多款电驱动换挡机构研发阶段取得了良好的应用效果。     

核电厂控制棒驱动机构工作线圈温度场分析

控制棒驱动机构是核电厂反应堆的重要动作部件。根据反应堆控制棒控制系统的指令信号,对控制棒组件进行抽插或保持来实现反应堆启动、功率运行和停堆。通过控制棒驱动机构工作线圈有限元分析,提高浇注料平均导热系数,使得线圈传热得到明显改善,从而提高其安全可靠性,为控制棒驱动机构设计提供指导。     

浅析高温气冷堆控制棒驱动机构主减速器锥齿轮优化

高温气冷堆控制棒驱动机构主减速器是控制棒驱动机构的重要组成部分之一,属于反应堆一回路压力边界内的运动部件;适当改变齿轮变位系数(径向和切向),可以提高齿轮齿根抗弯疲劳强度和齿面接触疲劳强度。因此,本文以控制棒驱动机构主减速器锥齿轮为基础,通过改变锥齿轮变位系数,分析齿轮齿根弯曲应力和齿面接触应力值及最小安全系数,找出最佳变位系数,从而对主减速器锥齿轮进行优化设计。     

基于MSC.Fatigue的链条疲劳寿命分析与优化

针对链条疲劳寿命可靠性设计求解复杂、试验周期长、试验成本高等问题，在ABAQUS有限元分析的基础上，提出了一种基于MSC.Fatigue的链条疲劳寿命分析方法，能够快速确定链条的最小疲劳寿命及其分布，找出链条设计薄弱环节。同时提出了一种优化设计方案，并且对优化方案分别进行了MSC.Fatigue疲劳寿命分析和疲劳试验验证。疲劳寿命结果不仅满足了疲劳设计要求，而且更进一步验证了仿真分析与实际试验验证结果的一致性和有效性，为后续链系统的可靠性设计提供了依据。     

基于正交试验的波纹管结构参数优化及疲劳寿命分析

波纹管广泛应用在化工管道连接处，其疲劳寿命作为重要的性能指标。在对疲劳寿命预测过程中，出现研发周期长、经费高等问题。以3层U形金属波纹管为研究对象，建立有限元模型，运用Ansys软件考虑流固耦合作用来研究金属波纹管疲劳失效问题。根据理论公式计算理论疲劳寿命，对比有限元计算的疲劳寿命，误差为4.66%,证实利用有限元计算波纹管疲劳寿命的可靠性；分析U形波纹管不同的结构参数对疲劳寿命的影响；通过采用正交试验优化波纹管参数，得到优化方案并开展试验进行验证。结果表明，对3层U形波纹管结构参数进行设计优化的方法是切实可行的。     

控制棒驱动机构的分段非线性动态特性

控制棒驱动机构是核电厂中的重要安全设备,其动态特性是研究和设计该机构的关键.首先建立控制棒驱动机构的磁路和电路方程.然后基于控制棒驱动机构动态提升过程分析,将运动过程分为3个阶段,并分别推导出各阶段的磁路-电路-机械运动耦合方程.采用解析解和数值仿真两种方法相结合,求解了控制棒驱动机构分段的非线性方程.最终得出动态过程中电流、电磁力、衔铁速度、衔铁位移和衔铁加速度等一系列反应控制棒驱动机构动态特性的参数随时间的变化曲线,并得到了实验验证.     

搅拌车副车架疲劳强度优化

以CAE技术为基础,对13方混凝土搅拌运输车副车架进行结构分析、疲劳寿命分析,并提出优化方案。应用CATIA软件建立副车架实体模型,将模型导入ANSYS Workbench15.0中,得到有限元模型;考虑搅拌车典型工况进行静力学分析,获得副车架在各工况下的应力应变情况;在静力学分析基础上,使用Fatigue Tool对其疲劳寿命进行分析评估,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位,得到疲劳分析结果。用解析法验证有限元分析的正确性。针对车架疲劳寿命分析反映出来的问题,建议主要在材料、结构和工艺三方面对车架进行优化,提出优化方案。     

基于实测载荷谱的电驱动总成差速器壳体疲劳寿命研究

提出了基于实测载荷谱的电驱动总成差速器壳体疲劳寿命分析方法。以某电动汽车电驱动总成差速器壳体为研究对象,建立了壳体有限元模型,进行了模态仿真分析,并进行了试验验证。在此基础上,以差速器壳体实测载荷谱作为载荷输入,以实车行驶工况为边界约束条件,对差速器壳体进行了动力学仿真分析。综合电驱动总成差速器壳体动力学有限元分析结果、名义应力法及壳体修正S-N曲线,对电驱动总成差速器壳体疲劳寿命进行了分析和研究。结果表明,差速器壳体疲劳失效位置与实际行驶时疲劳失效位置一致,基于实际行驶载荷谱能够准确分析差速器壳体实际行驶疲劳寿命情况。     

控制棒驱动机构钩爪齿复合冲击磨损可靠性分析

文中基于改进后的Lewis复合冲击磨损模型,利用蒙特卡洛仿真方法获得在不同步跃运动步数下的控制棒驱动机构钩爪齿磨损量分布,进而应用广义应力-强度干涉理论和有限差分法分别进行了钩爪复合冲击磨损的可靠性分析与灵敏度分析.采用某型号控制棒驱动机构的相关数据进行案例分析后,发现现有的钩爪能够满足600万步的步跃运动的设计寿命要...     

回转窑液压挡轮的应力强度与疲劳断裂分析

运用有限元技术对一台大型沥青焦回转窑设备中发生断裂事故的液压挡轮部件进行强度失效分析及疲劳寿命估算.通过断口形貌分析和金相实验,得出失效机理为疲劳断裂的定性结论.利用Ansys软件建立挡轮的有限元模型,计算出应力和变形等一系列结果.在确定交变应力幅值及裂纹尖端应力强度因子的基础上,利用Paris公式预算含缺陷挡轮的疲劳寿命.在选材及造型设计上对挡轮提出改进方案,将韧性较差的铸钢材料替换为韧性较好的锻钢材料,并优化挡轮轮辐减重孔直径,提高挡轮的疲劳寿命,从而在强度及韧性上均达到最优.设计长期交变应力状态下的工件必须兼顾材料的强度、韧性及其造型优化,这一结论对各类动态承载机械零部件的设计均具有参考价值.     

机载设备安装架随机振动疲劳分析与结构优化

机载设备的结构设计要满足耐久随机振动下的疲劳寿命要求。通过仿真手段准确预测结构在服役过程中的薄弱区域并加以优化改进,可有效提高设计方案的首次成功率。文中基于频域疲劳分析法,结合Miner线性累积损伤理论和材料S-N曲线,对某安装架开展随机振动下的疲劳寿命分析,仿真得到的安装架疲劳寿命和失效位置与试验结果吻合较好。分析安装架疲劳失效机理并进行优化改进设计,结果表明改进后结构的振动疲劳寿命得到了显著提高。     

专用汽车举升机构支撑轴承滚道的载荷波动特性研究

传动系统的载荷波动是引发设备疲劳的重要因素,而疲劳失效是设备失效或损坏最为常见的失效模式;以某专用汽车举升机构传动系统为研究对象,建立传动系统主要零部件三维模型,运用有限元及振动频率检测的方法,系统分析了传动系统螺栓设计对传动系统支撑轴承滚道载荷波动特性的影响。研究结果表明:传动系统中的螺栓预紧力会改变支撑轴承滚道的接触变形,影响支撑轴承的接触载荷;在螺栓预紧力和外载荷共同作用下,支撑轴承接触载荷循环波动大,降低传动系统支持轴承疲劳寿命。增加支撑轴承套圈的壁厚、减小螺栓的预紧力、增加螺栓孔与支撑轴承之间距离等方面的优化,可以有效减小传动系统支撑轴承循环波动载荷,从而提升传动系统疲劳寿命;优化后的传动系统振动小于优化前。该研究为传动系统综合传动性能的提升、支撑轴承疲劳寿命的提高提供理论依据。     

某轻卡制动阀支架失效分析及其优化设计

针对某轻卡制动阀支架失效问题,首先采集车架横梁两端的搓板路激励载荷对该制动阀支架进行模态频响计算,分析结果表明该制动阀支架的最大应力大于材料许用值,其最大应力位置与失效位置一致;然后基于功率谱载荷对其进行随机振动疲劳分析,分析结果表明该制动阀支架的疲劳寿命不满足疲劳性能要求,其与振动强度分析薄弱位置和失效位置相吻合;再通过集成优化平台对制动阀支架进行结构优化,优化之后制动阀支架的最大应力值和疲劳寿命值均符合性能要求值,其疲劳、强度性能显著提升,支架总重量也降低了,达到了轻量化的要求;最后对制动阀支架的优化方案进行道路可靠性验证,试验结果表明该制动阀支架的振动加速度明显减小,并且没有发生失效,科学地解决了该制动阀支架的失效问题。     

重型切削硬质合金刀具破损寿命可靠性研究

在重型切削加工过程中,由机械载荷作用引起的硬质合金刀具疲劳失效是影响刀具寿命的主要原因之一。为了研究刀具的破损特性,首先分析硬质合金抗弯强度理论,并探讨其与裂纹扩展的关系建立刀具破损理论模型;其次采用三点弯曲法进行硬质合金刀具材料抗弯强度试验,建立硬质合金刀具材料抗弯强度Weibull分布模型;最后进行硬质合金刀具破损可靠性研究,同时建立硬质合金刀具破损理论寿命可靠性模型并进行验证,结果表明所建立的刀具破损理论寿命模型是可行的,同时对提高刀具使用寿命、优化工艺参数等有非常重要的借鉴意义,为进一步深入研究重型切削刀具破损寿命及可靠性奠定基础。     

基于数据驱动的零部件疲劳寿命预测研究现状与发展趋势

随着风电、高铁、航空等重大装备向着高可靠性、长寿命、智能化的方向发展,对齿轮、轴承等基础零部件的寿命提出更高的要求,也迫切需要更为科学、高效的疲劳寿命预测方法.机械零部件的寿命预测方法可分为基于物理失效模型、基于数据驱动模型和基于融合模型3种.随着零部件寿命预测研究向高精度、高效率发展,基于物理模型的寿命预测方法由于其模型复杂、耗时、不具有普适性等缺陷难以满足现代需求.基于数据驱动技术由于其具有无需知道其具体失效机理、预测结果准确等优点,且伴随机器学习、深度学习等技术的迅速发展,使得其成为零部件疲劳寿命预测研究的热点.鉴于此,详细阐述了基于数据驱动的机械零部件疲劳寿命预测方法,并详细介绍了神经网络、支持向量机、随机森林、深度学习等数据驱动方法在零部件寿命预测中的应用,总结了每种方法的特点,探讨了基于数据驱动的零部件寿命预测方法的发展趋势,并给出了基于GA-BP神经网络齿轮接触疲劳寿命预测研究的案例.