岸桥大车平衡梁腹板结构的多轴疲劳试验研究

近年来,在役岸边集装箱起重机大车平衡梁腹板发生了系统性开裂的现象.通过对平衡梁结构的受力分析以及载荷情况测定发现,岸桥在实际工作中不仅受到其垂直载荷的作用,还受到较大的水平侧向力的作用.在现场测试研究结论的基础上,设计了缩尺的带有圆环形盖板式重磅的腹板结构试件及配套的试验台架,用该试验台架对腹板结构试件进行多轴疲劳试验.通过试验考察研究该结构在多轴载荷作用下的疲劳寿命和影响因素.     

起重机大车机构的疲劳计算及壁板的疲劳试验分析

针对起重机大车机构在实际应用中受到恶劣环境及多重载荷共同作用导致大车行走机构的壁板与重磅板焊接处出现开裂的事故,在分析大车结构失效原因的基础上,通过建立三维仿真模型和试验分析的手段,分析影响大车行走机构壁板开裂的因素,并得出通过改进平衡梁的厚度和壁板与重磅板的焊接高度达到提升大车机构可靠性的目的结论。     

某型飞机腹板连接结构疲劳试验分析

腹板连接处的疲劳性能直接影响飞机的安全性,疲劳分析中常采用细节疲劳额定值(DFR)来度量结构细节本身固有的疲劳性能。文中对某型飞机腹板连接结构进行了加速疲劳试验研究,通过在结构件表面预先粘贴的应变花实时监测试件在正弦交变载荷下的应力应变状况,得到了疲劳试验过程中裂纹附近的应力演化规律。试验结果表明:在峰值为18 k N的正弦交变拉伸载荷作用下试件的疲劳寿命约3×105,符合疲劳寿命分布预期104-106。采用DFR法分析了该结构件破坏部位的疲劳性能,通过计算得到了试件破坏部位的DFR值,研究表明应力最大的地方不一定最危险,DFR值小的部位也不一定最先破坏,并给出了试件上4处局部结构的预测寿命。研究结果可用于飞机腹板连接结构的疲劳分析。     

装配变形下谐波减速器中柔性轴承载荷分布与疲劳寿命研究

柔性轴承是谐波减速器中波发生器的关键零部件之一,对其载荷和寿命研究是谐波减速器可靠运行的关键。考虑柔性轴承装配后发生套圈显著挠性变形且与凸轮轮廓不同,假设内圈变形量未知,建立变形协调方程组对柔性轴承的载荷分布进行了研究,进而对其疲劳寿命进行了计算。利用有限元软件仿真分析了柔性轴承装配后的变形特点。结果对比表明,假设与仿真相符,载荷分布情况相符,疲劳寿命受到载荷影响。为柔性轴承的载荷分析和疲劳寿命评估提供了参考。     

基于ADAMS的门式启闭机动力学仿真分析

论文以门式启闭机为研究对象,根据动力学理论、拉格朗日方程及门式启闭机的实际作业特征建立系统的运动微分方程,推导出大车运行机构在启制动工况中的动载荷,运用Pro/E、ADAMS软件建立门式启闭机主要机构并进行装配得到其虚拟样机模型,进而对大车运行机构进行工况动态仿真,分析了其动态特性,为门式启闭机的设计和结构分析提供了一定的理论依据。     

基于行驶仿真试验的轮边减速器疲劳寿命预测研究

轮边减速器是重型车辆的重要降速增扭传动机构,然而轮边减速器在设计阶段由于缺乏准确可行的工作载荷数据,采用的设计载荷是静态载荷而非实际工作载荷。由于实际工作载荷和设计采用的静载荷存在相当大的差距,因此在设计载荷下的得出的轮边减速器的寿命远远高于实际载荷作用下的实际寿命。为解决实际工况下轮边减速器所承受实际动态载荷的难题,本文基于MSC.ATV建立了某重型车辆虚拟行驶试验平台,获得了轮边减速器各零部件承受的动态载荷。基于疲劳仿真分析软件,获得了轮边减速器重要部件行星架及传动齿轮的疲劳寿命。预测仿真实例证明了对轮边减速器构件进行疲劳寿命预测的可行性,解决了复杂工况载荷条件下重型车辆轮边减速器疲劳寿命预测的难题,研究成果还可推广应用于相关工程领域,具有非常重要的实用意义。     

筋条参数对复合材料加筋壁板剪切承载能力的影响

通过对飞机上大量使用的复合材料加筋壁板进行剪切试验,得到了不同筋条间距和腹板高度下加筋壁板的屈曲载荷和破坏载荷,分析了筋条间距和腹板高度对加筋壁板剪切承载能力的影响。结果表明:随着筋条间距增大,加筋壁板由局部屈曲变为整体屈曲,屈曲载荷和破坏载荷均逐渐减小;随着腹板高度增大,加筋壁板的屈曲载荷和破坏载荷均增大,当腹板高度达到35mm时则基本不再变化,分别保持在425kN和775kN左右。     

基于BS EN1993-1-9:2005的岸边集装箱起重机大车平衡梁疲劳寿命评估

针对在役岸边集装箱起重机大车平衡梁出现裂纹的现象,根据欧洲规范BS EN 1993-1-9:2005进行结构疲劳寿命分析。介绍了疲劳寿命分析步骤,并根据大车平衡梁受力特点及裂纹位置,确定应力计算方法及相关系数。以3台岸边集装箱起重机的实船测试数据进行疲劳寿命评估。从而为岸边集装箱起重机大车结构抗疲劳设计提供参考。     

基于BS EN1993-1-9:2005的岸边集装箱起重机大车平衡梁疲劳寿命评估

针对在役岸边集装箱起重机大车平衡梁出现裂纹的现象,根据欧洲规范BS EN 1993-1-9:2005进行结构疲劳寿命分析。介绍了疲劳寿命分析步骤,并根据大车平衡梁受力特点及裂纹位置,确定应力计算方法及相关系数。以3台岸边集装箱起重机的实船测试数据进行疲劳寿命评估。从而为岸边集装箱起重机大车结构抗疲劳设计提供参考。     

冲击与循环载荷作用下圆环链疲劳损伤机理研究

圆环链作为矿业运输和港口机械的关键部件,疲劳失效是影响其寿命的关键问题。针对圆环链处于冲击载荷与循环载荷作用下的疲劳损伤,利用Workbench仿真软件分析空载启动、卡链和正常运行工况下的圆环链损伤特性,并利用线性累积损伤原理分析疲劳寿命。研究表明,冲击载荷和循环载荷作用下链环接触位置不同,且循环载荷下环肩部疲劳损伤最大,寿命最短。研究结果为优化链环结构、提高链环寿命提供了参考依据。     

复合材料梁腹板在弯剪复合载荷作用下的屈曲和后屈曲研究

针对复合材料腹板悬臂梁在弯剪复合载荷作用下的稳定性和破坏强度开展研究。通过试验获得腹板的屈曲载荷与结构破坏载荷,改进了基于试验数据确定屈曲载荷的方法。采用商用有限元软件Abaqus对试验进行数值模拟,研究复合材料梁腹板的屈曲和后屈曲特征,并通过USDFLD子程序实现对复合材料失效过程的模拟。研究表明,复合材料腹板具有典型的屈曲特征和较强的后屈曲承载能力,对其屈曲载荷、后屈曲历程和结构破坏载荷的模拟结果与试验实测结果吻合良好,对复合材料梁腹板损伤模式的模拟结果与结构实际破坏形貌相一致。     

造船门式起重机大车碰撞端部止挡仿真分析

鉴于物理试验对造船门式起重机碰撞的难以实现、成本过大等各方面的因素,以某工厂300 t/43 m造船门式起重机为载体,对大车碰撞端部止挡进行了仿真分析。采用Pro/E和ADAMS联合建模法建立了造船门式起重机的虚拟样机模型,根据碰撞工况对部件施加相应的接触约束、载荷和驱动,对比分析了碰撞过程中大车速度、碰撞力、车轮接触力的变化情况,为造船门式起重机碰撞安全技术的研究提供依据。     

锻造操作机大车行走液压控制系统仿真研究

针对20 MN锻造操作机大车行走液压控制系统的动态特性,利用AMESim软件建立操作机大车行走液压控制系统的仿真模型,分析了空载和额定负载工况下操作机大车行走系统的动态特性。结果表明,在空载和额定负载的工作情况下,操作机大车行走系统的位置控制精度和瞬时响应速度均能达到工艺要求。仿真结果为操作机大车行走液压控制系统的改造提供理论基础。     

圆锥滚子轴承载荷比对寿命的影响

分析了不同加载方式下圆锥滚子轴承内部载荷分布情况,在此基础上根据失效概率乘积定律对滚道寿命进行统计处理,得到轴承额定疲劳寿命的计算方法。以30311圆锥滚子轴承为例分析得到不同载荷比下轴承的内部载荷分布情况及轴承寿命,并基于Romax CLOUD对不同径向、轴向载荷比下轴承载荷分布及接触应力进行仿真分析,验证了理论分析的正确性。采用分组淘汰试验对寿命理论计算进行验证,在相同当量动载荷时不同载荷比下轴承寿命也不同,与理论分析一致。     

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。     

随机载荷下矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析

矿用自卸车行驶路况非常恶劣,为研究国产首台SF33900型矿用自卸车后桥壳的疲劳寿命,建立后桥壳有限元分析模型,将载荷峰值作用下的仿真应力结果与试验结果进行对比分析,得出两者数值比较接近,从而验证了该模型具有一定的准确性。将动力学分析结果作为后桥壳疲劳寿命分析的随机载荷谱,得出水平路面普通工况下的疲劳寿命分布云图,其最小寿命满足工程要求。为研究载荷变化对后桥壳疲劳寿命的灵敏性,对比分析三处载荷变化对后桥壳疲劳寿命的影响程度,得出后横拉杆和悬架下支点位置受力变化对后桥壳疲劳寿命影响较大。另外,还考虑载荷频率变化对后桥壳疲劳寿命的影响,结果表明,载荷频率变化比幅值变化更能影响疲劳寿命。     

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。     

四驱SUV车架动态载荷仿真及疲劳分析

为预测车架的疲劳寿命,建立整车多体动力学模型,在基于实测道路载荷谱的基础上,采用了虚拟迭代技术,得到了车架各接口点的动态载荷。为解决耐久规范中越野路所引起的动态载荷仿真耗时的问题,采用时域损伤编辑法对载荷谱进行了缩减处理,缩减前后各通道损伤值及分布均保持一致,单个循环路面里程由3 km缩减至1. 6 km,加速了动态载荷仿真。通过采用Miner线性疲劳损伤法对车架进行了疲劳寿命分析预测,分析结果显示其寿命能够满足疲劳性能目标,并最终通过了实车试验场道路耐久的验证,表明分析结果与试验一致。     

基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测

提出基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测办法,将有限元方法和多体动力学仿真相结合,获得了等速万向节零件的工作载荷历程,然后运用有限元理论和疲劳分析方法联合求解,在设计阶段实现了部件的疲劳寿命预测,为等速万向节的设计优化提供了参考.