机械抖动激光陀螺的随机振动响应分析

对机抖激光陀螺进行了随机振动响应分析,以考察其承受动力学环境的能力。介绍了基础激励下结构随机振动响应的分析方法,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的有限元模型并进行了模态分析,与试验结果对比表明,计算误差＜7%,验证了模型的合理性和精确性。对机抖激光陀螺的轴向和横向随机振动激励进行了有限元计算,对轴向激励下随机振动的试验结果和有限元分析结果进行了对比,通过分析对结构加速度响应的功率谱密度等统计量,研究了随机振动试验中机抖激光陀螺结构的随机响应,指出了现有结构设计的薄弱环节,提出了改进意见,为机抖激光陀螺的研发和设计提供了参考依据。     

直升机传动轴支座振动环境仿真及疲劳寿命分析

对直升机传动轴支座振动环境特性进行分析,计算振动参数.建立直升机传动轴支座有限元模型,根据能量等效原则,提出正弦激励谱转换方法,分析宽、窄带混合随机振动环境下的响应,得到应力最大值和危险部位分布.结合材料S-N曲线和应力分析结果,对支座在宽、窄带混合随机振动下综合疲劳寿命进行仿真计算.与实验结果进行对比,验证了仿真分析...     

装配应力对飞机管道随机疲劳寿命的影响分析与试验验证

针对飞机液压管路连接件疲劳断裂问题,基于随机振动理论对带有轴向装配偏差的液压导管进行疲劳寿命预估。从建立真实飞机液压系统管路连接件有限元模型入手,分析轴向装配偏差产生的装配应力对结构的影响规律,通过试验获取不同轴向偏差下的管路连接件的阻尼比。利用有限元分析软件进行随机振动分析,获取危险部位的应力响应功率谱密度函数,结合Miner线性损伤理论,对含有装配应力的管路连接件进行了随机振动疲劳寿命预估。设计并进行了管路共振疲劳试验,发现管道裂纹萌生位置及疲劳寿命下降趋势与仿真结果契合,仿真及试验结果表明当轴向偏差达到0.8 mm时,严重影响到了飞行安全。研究成果为航空液压管路的设计及装配理论研究提供理论参考和技术支撑。     

随机振动载荷作用下航空液压管路疲劳寿命数值预估

液压管路作为飞机液压传动系统的重要组成部分,是飞机安全飞行的重要保障。由于飞机飞行环境的复杂性,随机振动载荷下的疲劳分析是飞机液压管路动力学设计的重要手段。选取大型客机C919左侧机翼的一段典型液压管路作为研究对象,应用ABAQUS有限元软件进行随机振动响应分析,获取随机振动载荷下的应力响应功率谱密度函数,对液压管路在随机振动载荷下的强度特性进行分析,结合S-N曲线对管路结构危险部位疲劳寿命进行预估,为航空液压管路的设计及优化提供了理论参考。     

随机载荷下燃油泵托架疲劳寿命仿真分析

针对一类含橡胶减振垫燃油泵托架出现疲劳断裂的现象,研究利用数值仿真技术预测结构疲劳寿命的方法。应用有限元法和随机振动理论计算结构随机振动响应的各种统计参数,采用Miner累积损伤理论预测疲劳寿命。重点讨论了有限元模型中系统阻尼和橡胶垫刚度等关键参数的确定方法,并利用优化技术实现有限元模型修正的自动化。计算结果表明动态随机激励环境下存在严重的局部应力集中是造成托架损坏的主要原因。仿真结果和随机振动试验结果吻合,证明利用数值仿真技术预测此类产品的疲劳寿命是可行的。     

农场电动汽车电池模组随机振动疲劳分析

为了得到随机振动对电动汽车电池模组的影响,应用大型有限元分析软件MSC.Patran/Nastran,对某农场电动汽车的电池模组进行随机振动分析,从而得出各个组成部件的应力、应变和位移结果;并采用3-Sigma法来进行疲劳寿命预测。研究结果表明:该电池模组在随机振动工况下X、Y和Z 3个方向结构和部件满足正常使用的强度要求,Y方向的疲劳寿命预估为55年,满足设计要求,研究为车辆电池模组随机振动分析提供参考。     

某动车组用水箱的路谱振动疲劳分析

采用振动疲劳分析方法对某公司设计的某动车组用水箱进行了可靠性研究。对该水箱进行了振动模态分析,得到水箱的前8阶固有频率;在模态分析基础上进行随机振动分析,计算出三个方向上的随机振动的1σ应力。利用随机振动分析的应力结果,根据高斯三区间法和Miner定律进行随机疲劳寿命分析。结果表明,该水箱的疲劳寿命满足要求,并且有较大安全系数,可以进一步进行优化设计。     

随机载荷作用下某导弹挂架的疲劳寿命分析

对某导弹挂架在随机载荷作用下进行有限元动态仿真分析,基于随机谱分析基础,利用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法对某导弹挂架进行了随机振动疲劳环境分析。分析得到:导弹挂架结构在飞机给定随机激励下的应力响应特征以及导弹挂架结构疲劳危险区域为耳片;根据材料疲劳特性,计算得到挂架结构空载及加载情况下的振动疲劳寿命系数,由寿命系数可知结构满足其寿命要求。     

星载环境监测仪转动件随机振动分析

光谱定标转动件是星载环境监测仪的关键部件,卫星发射过程中的随机振动是导致其结构失效的重要因素.为有效预示环境监测仪中该转动件在力学环境条件下的响应,采用有限元分析软件ANSYS Workbench对其固有模态和随机振动响应特性进行分析,获得了1σ位移、加速度和等效应力的响应统计值与随机响应谱.分析结果表明,转动件结构在随机振动环境的刚度和强度满足安全性要求,为结构设计和进一步优化提供了参考依据.     

某导引头电子模块力学特性分析

小型化、精密化、功能集成化是当今导引头结构设计的三大发展趋势,在丰富了设计思路的同时也对导引头的环境适应性提出了更为严苛的要求,对导引头电子模块进行力学分析可以校核验证弹载加速、冲击、随机振动环境下结构的可靠性。文中基于有限元分析的方法对某导引头电子模块进行加速度、模态分析、正弦及随机振动和冲击分析,提取结构对于不同载荷的力学响应,通过变形、加速度响应和应力云图分析数据,验证结构的刚强度,并对结构改进提出针对性意见。仿真结果表明,该电子模块在较严苛的环境条件下满足结构刚强度要求,设计安全可靠。最后进行环境条件最为苛刻的冲击试验,通过试验结果与仿真结果的对比,证明有限元分析的精确性和有效性。     

缺口件两轴循环弹塑性有限元分析及寿命预测

利用弹塑性有限元模拟,对高温两轴比例与非比例拉扭应变循环加载下的光滑薄壁管件与缺口轴类件进行研究.材料弹塑性特性用Von Mises屈服准则、多线性运动硬化准则和高温单轴循环加载的应力应变数据来描述.采用柱坐标系下在试样一端加轴向和周向位移来实现拉扭应变加载.对光滑薄壁管件的后处理结果与试验结果比较,证实了这种方法的正确性和可用性,进而应用到缺口件,得到缺口根部局部的循环应力应变响应.基于有限元数据,采用Kandil-Brown-Miller法和Smith-Watson-Topper法预测了缺口件疲劳裂纹萌生寿命.     

红外望远系统结构动力学分析

红外望远系统是红外目标模拟器的关键部件,环境振动会造成成像质量下降甚至结构破坏。本文利用有限元分析软件ANSYS对红外望远系统结构进行了动力学特性分析,求解了三向加速度载荷下镜头的应力和变形,并利用功率谱密度（PSD）分析方法解算出在随机动态载荷激励下系统动态响应的1σ统计结果,仿真结果表明,该设计能够满足工程要求。     

预腐蚀对30CrMnSiNi2A连接件疲劳寿命影响的试验研究

某型飞机疲劳关键件为30CrMnSiNi2A螺钉连接件,为了进行腐蚀条件下疲劳寿命评定,考虑地面停放预腐蚀的影响,采用周期浸润加速腐蚀试验方法,进行不同预腐蚀时间后在随机谱和两种恒幅谱下的成组疲劳试验.结果表明,疲劳寿命随腐蚀时间的增加而降低;在工程常用的时间范围内,若假定疲劳寿命服从对数正态分布,对数疲劳寿命标准差与预腐蚀时间基本无关;若假设疲劳寿命服从威布尔分布,其形状参数与预腐蚀时间基本无关.并以预腐蚀影响系数C(t)反映预腐蚀对疲劳寿命的影响,研究预腐蚀对30CrMnSiNi2A连接件疲劳寿命的影响.     

基于泊松随机过程的风力发电机叶片疲劳寿命估算

疲劳寿命决定了正常工况下工程结构服役期限的长度,对其进行准确预测对于零部件疲劳强度设计至关重要。由于机械零部件在工作期间经常会受到随机变幅载荷的作用,载荷间相互作用效应现象十分显著,导致单次循环载荷对材料所造成的疲劳损伤量发生变化,若忽略该效应会影响疲劳寿命估算的准确性。针对当前研究中的疲劳损伤累积法则无法考虑该效应的问题,提出一种将非齐次泊松随机过程函数与伴随损伤理论相结合来估算零部件疲劳寿命的方法,解决了由于载荷间相互作用效应所带来的载荷作用顺序的问题,并以随机加载试验为例验证了该方法的准确性。将其应用于风力发电机叶片的疲劳寿命估算过程中,结果表明该方法可靠、有效,为风力机叶片的疲劳可靠性设计提供了新的路径。     

某大型雷达抗风与抗震力学分析

文中针对某大型雷达进行了抗风与抗震力学分析.在抗风分析中,首先通过计算流体力学计算了不同工况下的风载荷,作为后续分析的输入;然后通过有限元法,依据规范对天线座架进行了刚强度和结构稳定性校核;最后对各个螺栓进行了强度校核.在抗震分析中,通过有限元法对天线座架进行了九度多遇地震下的反应谱分析.在分析的基础上,对天线座架进行了结构优化.结果表明,天线结构具有足够的抗风与抗震稳定性和安全性.     

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.     

轻质点阵结构的参数化建模及力学性能研究

针对点阵材料结构设计困难的问题,建立了由长方体空间衍生的胞元结构数学模型,并构建了胞元结构和试件的参数化模型及力学性能研究系统。对5种典型胞元构成的试件通过改变胞元尺寸大小及数量或支柱截面半径,使其具有相同几何形状、外形尺寸以及质量;采用有限元法分析试件分别受到拉伸/压缩、弯曲、扭转载荷及模态的力学性能。通过研究得到胞元结构试件力学性能的数据,提出在各种载荷下点阵材料的设计方法,并通过实例验证该方法的正确性及可靠性。     

接触分析在车轮弯曲疲劳有限元分析中的应用

利用有限元接触分析方法,建立车轮、试验轴、螺栓连接件的有限元模型,施加合理的载荷与边界条件,模拟车轮弯曲疲劳试验。通过有限元分析软件ANSYS,建立模型、设置接触对与相关参数,得出车轮高应力区域与各应力值。运用疲劳寿命计算理论中的名义应力法及ANSYS软件估算车轮疲劳寿命,且两数据基本一致。与车轮弯曲疲劳试验结果比较表明:在疲劳寿命计算理论与ANSYS软件估算的疲劳寿命内车轮均没有破坏。从而验证了运用接触分析有限元法预估车轮寿命的有效性,为以后的结构改进起到了指导作用。     

随机载荷下焊接结构疲劳寿命的一种有效计算方法

随机载荷下的疲劳寿命估算方法通常涉及两个方面,循环计数和损伤累积。本文研究了一种用于随机载荷下焊接构件疲劳寿命预测的有效计算方法。按照这种方法,只要求已知应力历程的功率谱密度和常规疲劳试验数据,就可以对承受随机载荷的焊接构件作出疲劳寿命计算。利用结构系统的复频响应函数,可以由已知的输入功率谱求出结构响应的谱密度。这就使得结构设计者即使在设计阶段不知道结构承受的应力历程,而只知道结构系统的输入,也同样可以对所设计的结构作出疲劳寿命预测。本文所述方法被用于某超重型矿用汽车车架的疲劳寿命计算,计算结果与实际情况基本吻合。