自动扶梯主驱动链疲劳寿命试验研究

为研究自动扶梯主驱动链的疲劳寿命问题,通过主驱动链破断试验和内外链板的无损检测,分析其主要失效形式。通过正常润滑、无润滑、循环载荷三种不同工况下主驱动链疲劳试验情况,分析不同工况对主驱动链疲劳寿命的影响。提出了提高主驱动链疲劳寿命的方法及在役主驱动链的判废标准。研究成果为自动扶梯主驱动链的设计及检测工作提供参考。     

最大主应力预测点焊疲劳寿命研究

采用基于最大主应力的点焊疲劳寿命预测方法对拉剪受力状态下的电阻点焊疲劳寿命进行有限元模拟。使用壳单元、CWELD点焊连接单元建立点焊有限元模型,利用商业有限元软件Nastran进行线弹性分析。通过对比分析线弹性有限元分析结果、焊接接头疲劳试验数据,拟合出基于最大主应力的点焊疲劳寿命S-N曲线,并依据拟合的S-N曲线和有限元分析取得的最大主应力预测不同载荷水平下的点焊疲劳寿命。疲劳寿命预测结果与疲劳实验结果对比表明,不同载荷下的点焊疲劳寿命预测结果与实验寿命有良好的一致性。     

基于接触分析的高强度螺栓疲劳寿命分析

针对结构复杂的螺栓连接及螺栓受力的复杂性,提出一种新的计算螺栓疲劳寿命的方法.本文通过有限元建模对某MW级风力发电机组塔筒法兰螺栓进行强度分析,并对应力最大螺栓进行分布加载计算;在MATLAB/simulink中对计算结果进行编程运算,拟合出螺栓载荷应力曲线;采用雨流计数法对载荷谱进行处理,结合材料的S-N曲线在Palmgrem-Miner理论准则下,并借助于MSC.Fatigue软件计算得到螺栓的疲劳寿命.同时应用Schmidt-Neuper理论及VD12230对螺栓疲劳寿命进行校核验证,得出这种新的螺栓疲劳方法的合理性.     

立磨减速机弧齿锥齿轮副动态疲劳性能研究

建立磨减速机输入弧齿锥齿轮副的三维接触有限元模型,借助LS-DYNA软件对锥齿轮副柔性体动力学进行仿真分析,得到锥齿轮副的瞬态接触力,以此为疲劳寿命分析的载荷谱,结合静载作用下的应力结果和锥齿轮副材料S-N曲线,在FE-SAFE中采用最大主应力算法对锥齿轮副进行疲劳寿命分析,并研究了应力集中系数、载荷和残余应力对锥齿轮副疲劳寿命的影响规律。研究结果表明,锥齿轮副寿命随应力集中系数和载荷的增加而减小,疲劳寿命对载荷较敏感;残余拉应力使锥齿轮副的疲劳寿命降低,而残余压应力使锥齿轮副的疲劳寿命提高。     

采煤机行走轮疲劳寿命仿真研究

通过对采煤机的行走轮进行三维建模和对材料的特性分析,应用有限元软件ANSYS模拟某型号采煤机行走部行走轮在正常工作环境和单轮受力工作环境两种工况载荷下的受力情况,进行有限元分析找出应力最大处,并分别对两种工况下材料的的疲劳寿命进行仿真分析。仿真结果表明:采煤机行走轮运行同步性为行走轮疲劳寿命的主要影响因素,优化键槽的形状和位置,可以改善轮齿的疲劳寿命,同时可根据计算的S-N曲线进行加载,从而缩短疲劳寿命的时间,为实际工作和实验研究提供有价值的理论依据。     

曲轴轴系的结构强度分析与疲劳寿命估算

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,建立发动机曲轴轴系的动力学仿真模型,对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,为下一步疲劳寿命计算提供可靠的载荷条件;然后,从曲轴所受的载荷中找出三个载荷比较大的时刻,计算得到其相应时刻的应力和应变分布规律,找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态强度分析提供数据;最后,结合Ansys有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,估算连杆疲劳寿命,同时分析多级载荷加载次序对疲劳寿命的影响,为零部件的主动寿命设计提供参考数据和理论判据.     

基于nCode Design-Life的重型起重设备疲劳寿命预测研究

为研究重型起重设备的疲劳损伤和寿命,以门式起重机为算例建立有限元模型,通过有限元静力学分析,最大等效应力位于跨中受拉区,得出门式起重机强度和刚度满足要求。采用nCode Design-Life疲劳仿真软件利用S-N疲劳设计方法对有限元静力学特性和疲劳损伤进行分析,得到门式起重机疲劳寿命分布云图和疲劳损伤云图,其最小寿命满足工程要求。为了研究载荷变化对起重机寿命的影响,通过改变载荷缩放因子来改变时间载荷序列的大小,对比分析载荷变化后的寿命情况,得出随机载荷减小门式起重机寿命大大增加,过载对门式起重机的疲劳寿命有显著的影响。     

大客车横向稳定杆的虚拟疲劳分析

根据大客车横向稳定杆的几何参数、载荷及约束情况,建立了横向稳定杆的有限元分析模型。基于疲劳寿命预测的相关理论,结合Abaqus有限元分析软件和nSoft疲劳分析软件进行虚拟疲劳分析,在较短的时间内获得了横向稳定杆的疲劳寿命分布、寿命薄弱位置等信息。结果表明,虚拟疲劳分析能大大缩短产品的开发周期,减少试验的工作量,降低开发成本。     

基于nCode的新型汽车半轴的疲劳分析

根据汽车半轴实际受力状况和摆线型面联接的特点提出一种新型半轴,并且运用有限元理论和疲劳分析理论对其进行有限元分析和疲劳可靠性分析。首先对新型半轴的简化结构进行了建模和有限元静态特性分析,然后定义了载荷谱和材料参数,选用S-N疲劳设计,利用疲劳分析软件n Code Design-Life对该结构进行了疲劳可靠性分析,得出模型的疲劳损伤云图和各节点的疲劳寿命,确定了容易发生疲劳破坏的位置和各节点的疲劳寿命,为半轴结构的进一步优化设计提供了理论依据。     

采煤机行走轮疲劳寿命仿真分析

运用Adams软件仿真得到了采煤机行走轮轮齿受力载荷谱,并结合ANSYS软件对行走轮弯曲应力的分析结果,利用FE-SAFE软件,对行走轮的疲劳寿命进行仿真分析。特别地分析了表面粗糙度对行走轮疲劳寿命的影响,为合理提高轮齿表面质量提供理论依据,进而提高行走轮的疲劳寿命。     

基于某电动汽车电池箱焊点的疲劳寿命预测与优化

基于焊点疲劳寿命预估理论,联合HyperMesh和Abaqus软件对某电池箱进行定频振动分析,得到响应的应力结果;在nCode软件中关联有限元载荷工况与时间历程,结合焊点材料的疲劳特性和Miner线性累积损伤法则计算得出焊点的疲劳寿命,并与试验破坏情况进行对比,验证了电池箱焊点疲劳寿命分析方法的有效性。同时对电池箱的焊接薄弱区域进行焊点优化布置,提高了焊点整体的疲劳寿命。     

基于Adams/ncode整车车架疲劳寿命分析

车架作为货车的主要承载部件,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Adams建立整车动力学模型完成悬架与车架应力点的选取,建立路面工况,输出整车载荷谱。在寿命分析软件ncode中,结合有限元软件Ansys,对整车车架进行三工况下的静力分析,在ncode导入整车载荷谱的rsp格式,输出满载工况下车架疲劳寿命云图。     

航空圆柱滚子轴承热力耦合下疲劳寿命研究

以M50NiL航空圆柱滚子轴承为研究对象,基于Lundberg-Palmgren疲劳寿命理论和Hertz接触理论,结合Goodman公式及材料P-S-N曲线,综合考虑热应力和结构应力的共同作用,建立其疲劳寿命模型。该模型主要与最大Hertz接触应力及材料系数相关。在有限元软件ANSYS求解应力过程中,采用热塑性有限元法,计算温度场载荷;将摩擦热载荷产生的温度场和热应力分布做为应力分析的边界条件,推导轴承在热力耦合下的应力分布规律,并对某直升机单工况作用下的主减速器圆柱滚子轴承给出疲劳寿命评估,评估表明与试验值误差仅为11.61%。研究结果表明,该疲劳寿命模型综合考虑热应力和结构应力的影响,是一种安全、有效的疲劳寿命估算方法。     

航空圆柱滚子轴承热弹耦合下疲劳寿命研究

以M50NiL航空圆柱滚子轴承为研究对象,基于Lundberg Palmgren疲劳寿命理论和Hertz接触理论,结合Goodman公式及材料P S N曲线,综合考虑热应力和结构应力的共同作用,建立其疲劳寿命模型。该模型主要与最大Hertz接触应力及材料系数相关。在有限元软件ANSYS求解应力过程中,采用热塑性有限元法,计算温度场载荷;将摩擦热载荷产生的温度场和热应力分布做为应力分析的边界条件,推导轴承在热力耦合下的应力分布规律,并对某直升机单工况作用下的主减速器圆柱滚子轴承给出疲劳寿命评估,评估表明与试验值误差仅为1161%。研究结果表明,该疲劳寿命模型综合考虑热应力和结构应力的影响,是一种安全、有效的疲劳寿命估算方法。     

链条式起下作业系统关键部件的有限元分析

为了研究蒸汽驱注式高温不压井修井作业机起下作业系统中链条传力部件的安全可靠性,利用有限元软件进行分析,精确模拟出链条静强度应力分布情况,得出链条最大等效应力小于材料的屈服极限,并且销轴和套筒接触部位极易磨损,而磨损后,链节距加大,链条总长度增加会降低其使用寿命;在此基础上对链条的疲劳寿命进行理论计算与模拟分析,计算结果表明,该结构在载荷工况下均完全满足工作要求。     

基于nCode Design-Life传动轴可靠性分析

根据链传动提升系统的结构,计算了提升传动轴的受力。基于ANSYS Workbench对其做静态分析得到其应力分布云图,将有限元分析结果导入至疲劳分析软件nCode Design-Life中,对传动轴进行疲劳可靠性分析,得到传动轴在循环载荷作用下的疲劳结果云图以及各节点的疲劳寿命图,验证了传动轴的可靠性。     

某型高强度抗侧滚扭杆的疲劳寿命分析研究

针对动车组用抗侧滚扭杆,理论分析计算了抗侧滚扭杆在正常载荷工况下和在特殊载荷工况下的最大应力以及最大应力出现的位置;通过有限元分析软件ABAQUS计算了扭杆在两种工况下的应力分布以及最大应力出现位置;把理论计算的结果和有限元计算的结果进行了对比,验证了有限元方法的可靠性。最后,借助于在特殊载荷工况下的有限元计算结果,用FE-SAFE软件计算出了抗侧滚扭杆的疲劳寿命和强度因子(FOS),对于扭杆在设计加工工程中有一定的指导意义。     

混凝土搅拌车副车架多轴疲劳分析

以CAE技术为基础,对某厂13方混凝土搅拌运输车的副车架结构进行多轴疲劳分析。为了能够准确预测车架结构的疲劳寿命,采用有限元分析和多体动力学相结合的方法。在有限元软件ANSYS中建立了车架的有限元模型并进行强度分析;通过多体动力学模型仿真整车在B级路面的随机激励下的运动状态,提取钢板弹簧与车架连接位置的载荷历程;并在此基础上根据车架材料的疲劳性能数据和合适的疲劳损伤模型利用疲劳分析软件FE-Safe进行了车架的多轴疲劳分析,得到了车架的疲劳寿命分布情况以及容易发生疲劳失效的位置。分析结果与路试结果对比表明,该方法可在设计阶段有效预估汽车关键零部件在非比例载荷作用下的疲劳寿命。     

基于实际工况轮式挖掘机驱动桥壳有限元分析

为了解决轮式挖掘机驱动桥在实际工况下桥壳破坏失效问题,通过使用在实际工况条件下所采集的载荷变化数据,结合Palmgren-Miner理论对轮式挖掘机驱动桥壳工作特征进行有限元计算,研究了轮式挖掘机驱动桥壳疲劳失效规律,提出了一种针对轮式挖掘机驱动桥壳疲劳寿命有限元分析方法。分析结果表明:分析实测载荷变化数据后发现轮式挖掘机驱动桥壳受力过程存在明显的阶段性特征;通过将实际工况测定载荷变化数据作为轮式挖掘机驱动桥壳疲劳寿命计算依据,使得有限元计算方法更加贴合实际;运行路面的坡度和左右两侧桥壳载荷转移系数对桥壳的应力分布有较大的影响。     

风力发电机前底架极限与疲劳强度分析与研究

针对风力发电机前底架复杂的几何外形、载荷与边界条件,利用有限元分析软件ABAQUS并结合疲劳分析软件ANSYS Ncode Designlife,分析极限强度与疲劳寿命的数值方法,研究前底架多轴疲劳特性与疲劳寿命分析,研究底架材料的S-N曲线定义和各工况随机载荷谱的分析处理方法,为风力发电机的前底架极限强度和寿命分析提供了有效的分析方法。