某型电子设备连接铆钉断裂分析

针对某型电子设备在使用中出现的铆钉断裂现象,建立了结构的全尺寸有限元模型,并根据断面特征定量反推了输入载荷。随后通过仿真分析,准确预测了铆钉的断裂位置,还原了铆钉断裂过程并给出了铆钉的疲劳寿命。计算结果显示过大装配应力和来自载机的振动载荷共同导致了铆钉疲劳破坏。     

离合器从动盘毂疲劳分析及优化

离合器从动盘存在的主要问题是从动盘毂疲劳强度不足,为了提高离合器的疲劳寿命,利用Pro／E建立了从动盘毂模型,然后利用计算机辅助设计软件Msc．Patran,Msc．Fatigue对从动盘毂进行了强度和疲劳寿命分析,得到了从动盘毂的应力云图和疲劳寿命云图,并进行了优化。分析及优化结果表明,该研究为从动盘毂的设计提供了理论依据。     

A study on the fatigue life prediction of tire belt-layers using probabilistic method

Tire belt separation failure is occurred by internal cracks generated in #1 and #2 belt layers and by its growth. And belt failure seriously affects tire endurance. Therefore, to improve the tire endurance, it is necessary to analyze tire crack growth behavior and predict fatigue life. Generally, the prediction of tire endurance is performed by the experimental method using tire test machine. But it takes much cost and time to perform experiment. In this paper, to predict tire fatigue life, we applied deterministic fracture mechanics approach, based on finite element analysis. Also, probabilistic analysis method based on statistics using Monte Carlo simulation is presented. Above mentioned two methods include a global-local finite element analysis to provide the detail necessary to model explicitly an internal crack and calculate the J-integral for tire life prediction.     

基于ANSYS的筒体法兰的疲劳强度分析

运用有限元分析软件ANSYS,建立某种筒体法兰的有限元分析计算模型,并在最高使用压力及螺栓预紧力等载荷条件下对其进行数值模拟,得到最大的应力应变分布。在此静态分析的基础上,通过疲劳分析模块进行疲劳仿真计算,估算其疲劳寿命耗用系数,从而为筒体法兰进一步的结构设计提供必要的理论依据。     

基于联合概率密度的随机声疲劳寿命估算方法

针对燃烧室火焰筒结构随机声疲劳问题,根据有限带宽高斯白噪声载荷作用下结构振动响应功率谱密度得到雨流循环均值-幅值条件概率的计算式,结合雨流循环幅值概率密度Dirlik经验公式推导出雨流循环均值-幅值联合概率密度函数,克服了在疲劳寿命估算中只考虑幅值、忽略雨流循环均值影响的局限性。根据Miner线性累积损伤理论,运用获得的联合概率密度函数建立声疲劳寿命的估算方法。以某型航空发动机燃烧室火焰筒结构为例,利用耦合的有限元和边界元方法进行振动响应计算分析。基于应力响应结果,运用提出的方法对火焰筒结构进行疲劳寿命估算,并分析不同声压级的声载荷对火焰筒结构疲劳寿命的影响。研究表明,该方法对航空薄壁结构声疲劳寿命分析具有适用性。     

滚筒式洗衣机振动模态分析

针对滚筒式洗衣机复杂非线性振动特点,结合洗衣机结构的设计,以洗衣机工作过程的振动为研究对象,采用ANSYS有限元技术分析滚筒式洗衣机在工作过程中的振动情况,获得洗衣机模型振动模态的数据.在此基础上,将模态仿真分析结果与实际测试值比较,具有很好的符合性.研究结果为滚筒式洗衣机振动分析提供了一种有效可行的理论分析方法,对于滚筒式洗衣机减振控制具有重要指导意义.     

微互连接头的蠕变数值模拟及失效寿命预测

电子封装中的微互连接头失效是电子设备的主要失效原因之一.文中根据实际封装期间建立了一个1/8的板级封装组件有限元模型.对微互连接头的蠕变变形进行了数值模拟,并依据疲劳寿命模型进行了失效预测.模拟中的互连接头分别采用了两种钎料（Sn-3.8Ag-0.7Cu和63Sn-37Pb）进行定义,对比了两种钎料的变形及寿命.     

大型组合机架的疲劳寿命分析

针对大型模锻压机机架的疲劳失效形式,在承受拉、压复合作用下,以等效应力作为裂纹寿命估算的依据,并采用有限元进行疲劳寿命数值分析。分别计算不同应力集中系数、过载荷、残余应力、表面粗糙度取值下的疲劳寿命,并进行相应的敏度分析。通过仿真分析,得到影响疲劳寿命的关键因素变化趋势,为改进疲劳寿命提供直接依据。     

机车电机小齿轮轴油槽结构优化的有限元分析

牵引电机小齿轮轴的失效是其油槽边缘处的旋转弯曲微动疲劳所致。采用ABAQUS有限元软件,模拟倒圆曲率半径对小齿轮轴的疲劳寿命的影响,并利用SWT多轴疲劳准则对结构优化的结果进行了分析。有限元分析结果与失效分析的结果有很好的一致性;SWT参数可很好地预测微动疲劳裂纹萌生位置;适当增加小齿轮轴油槽的倒圆曲率半径,可以提高小齿轮轴的微动疲劳寿命。     

锻造模具的随机疲劳损伤分析

塑性应变控制的低周疲劳失效是锻造模具的主要失效形式，由于受到多种因素的影响，其损伤过程呈现随机性。应用有限元与BP神经网络，建立了一种基于损伤累积理论的锻造模具的随机疲劳损伤分析模型。首先用有限元对锻造过程中模具内的场变量进行分析，由计算结果找到模具的危险部位，认为危险部位失效时的寿命即为模具寿命，并计算出确定性损伤；再考虑模具材料及实际工况的随机性，应用BP神经网络对模具的损伤进行模拟；根据损伤的累积效应，得出考虑随机因素作用下的模具疲劳寿命。以锻造齿轮模作为分析对象，得到不同工况下模具疲劳寿命的频数分布，其分布规律基本服从Weiubull分布。另外，还分析了打击速度对模具寿命的均值和离差的影响及可靠性随使用次数的变化。该 模型可用来对模具进行寿命预测和可靠性分析。     

随机因素对疲劳裂纹扩展分散性影响的探讨

采用概率有限元和可靠性分析相结合的方法,将影响裂纹扩展的主要随机因素作为随机变量处理,研究裂纹扩展失效概率的计算问题。文中采用梯度投影方法,对各种主要随机因素作为随机变量时用于失效概率计算的可靠性指标进行了计算,在此基础上用一阶可靠性方法计算了疲劳裂纹扩展的失效概率。     

基于MSC.Fatigue的汽车横向稳定杆疲劳可靠性仿真及试验研究

基于传统汽车稳定杆疲劳可靠性设计偏于保守,造成疲劳设计缺乏科学依据、开发周期长、零件过于笨重、疲劳可靠性低等情况,提出将疲劳可靠性方法与疲劳有限元设计方法相结合,利用专业疲劳分析软件MSC.Fatigue,建立汽车稳定杆有限元模型,利用有限元方法计算其最小疲劳寿命和寿命分布,从而得到稳定杆的受力、危险部位、疲劳寿命等情况.稳定杆疲劳试验表明,预估结果与试验结果相吻合,为汽车稳定杆的材料选择、结构优化、疲劳设计提供了参考.     

球囊扩张式冠脉支架的动静态扩张过程的变形机理研究

研究冠脉支架在压握收缩、压握卸载、自由扩张、球囊卸载等植入过程的静态扩张变形强度和在冠脉内受到脉流循环载荷时的疲劳强度。建立冠脉支架系统的有限元模型,全面考虑冠脉支架、压缩壳、球囊和冠脉血管之间的相互作用,定量评价冠脉支架的静态强度和疲劳强度。为了检验冠脉支架受到脉流循环载荷时的疲劳强度,将冠脉支架植入到人工血管中,实施加速寿命疲劳试验。试验结果表明,支架结构完整,支架表面无破损和裂纹等失效形式。所提出的冠脉支架系统的有限元建模方法,将为冠脉支架的优化设计与失效评价提供可靠的科学依据。     

轿车轮毂轴承铆装工艺理论分析与试验研究

对轿车轮毂轴承单元的铆装工艺进行了理论分析和试验研究。建立了铆装力理论计算模型与铆装工艺有限元分析模型,研究了铆头轨迹、倾角和停留时间等工艺参数对铆装质量的影响,得出采用圆周轨迹、铆头倾角6°和停留时间0.8s时铆装质量最好的结论。以DAC2F10轿车轮毂轴承单元为例,在课题组开发的铆合装配专用机床上进行了铆装试验,验证了铆装力理论模型和铆装工艺有限元模型的合理性,并进一步优化铆头倾角为5.5°。采用所优化的铆装工艺试制出了轮毂轴承单元样件,耐久性试验测试最高使用寿命近2×105km,表明得出的铆装优化工艺能大幅提高轮毂轴承单元的使用寿命和可靠性。     

基于随机有限元法的结构经济寿命分析

基于随机有限元,将材料和载荷等影响结构疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,分别对结构的裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行可靠性分析.将结构的疲劳寿命看成由裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命组成的串联系统,并由此确定结构的检修周期.通过随机有限元得到的分析结果与Monte Carlo模拟结果的比较,表明此方法能给出合理的结构检修周期,具有较强的适用性.     

基于有限元法的机械疲劳寿命预测方法的研究

介绍了一种采用疲劳有限元分析软件MSC．FATIGUE来对结构件进行疲劳寿命预测的方法。以一阶梯轴为研究对象,在指定的载荷工况下,用有限元法分析了轴上的应力分布情况,并估算危险点处的疲劳寿命。该方法对设计制造过程中机械零部件的疲劳强度分析具有一定的参考价值。     

机载波导组件可靠性设计

某机载波导设计过程中样件出现开裂故障,通过金相分析明确其失效机理。结合有限元分析寻求解决方案,并通过环境适应性试验验证改进结构的有效性。分析结果表明,机载波导组件在振动载荷作用下,法兰根部极易形成应力集中区和局部交变高应力区。通过传力路径分析,在应力集中部位增加加强筋,能够有效降低应力水平和应力集中度,避免疲劳失效。改进结构仿真结果表明,该波导组件满足设计要求。最后进行改进结构的振动试验,通过试验结果与仿真结果的对比,证明有限元分析准确有效。     

一种新型高炉布料器及其运动和应力分析

针对无料钟炉顶布料器结构复杂、占用空间大的缺点,设计了一种基于空间连杆机构的布料器。对布料器结构进行合理简化并建立数学模型,采用ADAMS进行了特定轨迹下的运动仿真,联合MATLAB进行非线性拟合,求出摆动液压缸的控制方程。所研究的布料器工作环境温度为200~600℃且长期承受循环冲击载荷作用,其最常见的失效形式是疲劳失效。基于有限元分析软件ANSYS对布料器危险零件进行强度计算并对其各节点按Goodman-Smith疲劳极限图进行疲劳评定。分析表明：该布料器最大布料角度为40°,布料相对误差小于0.05%,其结构强度满足无限疲劳寿命要求。     

Dynamic modeling and analysis of drum-type washing machine

In this study, dynamic analysis of a drum-type washing machine has been conducted using a simplified dynamic model considering gyroscopic effects. Its mathematical model has 6-degree of freedom in the complex coordinate space into which is transformed real coordinate space to understand the whirling motion easily. Dynamic analysis is performed using MATLAB. For the purpose of numerical verification, the results for unbalance response are presented and compared with the experimental vibration test. The mathematical model proves quite good accuracy in predicting dynamic characteristics which could be changed by the parameters of design variable and can reduce design cycle shortly. Dynamic characteristics of a washing machine are shown through shape and directivity index (SDI), whirling orbits, rigid and flexible mode of a drum type washing machine during drum run-up. In designing drum type of washing machine, it is efficient than finite element method to analyze behaviors of drum and tub.     

基于改进应变能密度法的电动轮自卸车车架焊缝疲劳寿命预测

针对复杂载荷作用下焊接结构应力应变响应出现非完全封闭而交叉的现象,考虑封闭环以外的塑性应变能密度,提出了一种改进的应变能密度计算方法。通过设计制作对接接头试验试件,开展了焊接接头机械性能和疲劳试验研究,获取了Ramberg|Osgood方程参量并构建了基于总应变能密度的疲劳损伤模型。建立了电动轮自卸车车架有限元模型,开展了车架焊缝多载荷步非线性有限元分析。结合新方法和数值模拟得到的应力应变响应计算危险点各应变能密度,依据拟合的疲劳损伤模型进行寿命预测,计算结果与实际失效位置和开裂时间吻合较好。