基于随机载荷谱的汽车驱动桥疲劳性能强化试验研究

阐述了随机载荷谱的工程处理方法,研制了大直径滚筒式(4 m)汽车驱动桥疲劳性能强化试验系统,分别介绍了试验系统架构,以及其中的道路模拟、机械、液压加载、数据采集与控制、计算机监测与分析等子系统的功能,给出了试验系统进行疲劳强化试验的流程,以及基于VB 6.0的软件实现.对5 t ZL50DWB驱动桥等多个产品进行了较为大量的试验,表明这种基于随机载荷谱的驱动桥强化试验系统具有科学的实验方法和高试验可靠性.     

装载机连杆载荷测试与载荷谱编制方法研究

为了研究装载机连杆载荷与疲劳可靠性试验所需载荷谱特性,提出一种连杆载荷测试与载荷谱编制方法。设计连杆力测试传感器,在大石方、黏土、砂子和小石方4种物料工况下进行连杆载荷测试试验。利用峰谷抽取和小波处理实现了实测数据的压缩编辑,通过雨流计数获得了合成工况下连杆载荷均值频次和幅值频次分别服从正态分布和三参数威布尔分布的拟合数学模型,且载荷均值分布和幅值分布相互独立,编制了连杆二维载荷谱和疲劳试验程序谱,为连杆结构疲劳可靠性分析提供依据。     

装载机工作装置载荷数据模型与载荷谱编制

为了研究装载机工作装置载荷数据模型和载荷谱特性,以动臂板上截面弯矩为中间变量,确定工作装置当量外载荷.以LW900K装载机实测铰点载荷为依据,建立了核密度估计和参数分布估计两种当量外载荷数据模型,编制了疲劳试验载荷谱并进行了损伤验证.核密度估计模型和参数分布模型都能够获取工作装置载荷谱,参数分布模型载荷谱损伤结果明显偏...     

直升机疲劳载荷谱的编制方法研究

对高周疲劳环境下直升机疲劳载荷谱的编制方法进行了研究,采用某直升机尾桨叶飞行实测数据,对飞行实测到的１８３个飞行状态分别进行统计处理,假设检验及回归分析,确定了每个飞行状态的载荷分布类型及状态损伤,最后压缩归并成对尾桨叶造成损伤比较在的１８种飞行状态,编制了建立在统计基础上的尾桨叶实测疲劳载荷谱。文中还对载荷谱的高载截取和低载截除进行了分析讨论。提出了适合工程应用的高、低载截取（除）准则和编谱方法     

疲劳载荷谱编制准则

通过试验和理论分析，研究了随机疲劳载荷的小载荷取舍标准，载荷之间的相互作用效应和顺序效应对疲劳损伤的影响，最后提出了与随机载荷历程等效的疲芝谱的编制方法及准则。     

随机载荷下疲劳寿命估算的简便方法

针对工程实际中复杂随机载荷下疲劳寿命较难估算的情况，将载荷谱近似处理及利用剩余疲劳强度的概念。分别对窄带随机载荷以及缺乏工作载荷谱下的随机载荷的疲劳寿命进行了估算，方法简便，具有较强的工程实用性。     

随机载荷下疲劳寿命的估算

复杂随机载荷下疲劳寿命的评估，一直是工程上所关心的问题之一。在设计阶段，通常难以确定详细的应力历程，因而也无从进行循环计数和累计损伤。本文基于传统的疲劳设计思想和概率分析方法，综合考虑平均应力的影响和疲劳寿命固有的分散性，研究了宽带随机载荷作用下疲劳寿命的估算问题     

装载机工作装置疲劳试验载荷谱编制方法

为研究装载机工作装置疲劳性能,提出了一种考虑分段载荷均值特性的工作装置疲劳试验程序载荷谱的编制方法,采集了4种典型物料铲装作业时工作装置的销轴载荷信号,并将销轴载荷转化为铲斗斗尖处的当量载荷。根据载荷特性,将每个作业周期分为空载行进、物料铲装、满载运输和物料卸载4段,完成了载荷的平稳性检验。采用雨流计数法分析各个作业段载荷的均幅值分布特性,结果表明：4个作业段的载荷均值服从正态分布,幅值服从三参数威布尔分布,且均值和幅值分布相互独立。对载荷进行频次外推和合成,并根据均幅值概率分布函数和波动中心法,编制了工作装置8级二维载荷谱和变均值疲劳试验程序加载谱。提出的载荷谱编制方法和结果可为装载机工作装置结构寿命预测及疲劳可靠性台架试验提供参考。     

非高斯随机应力载荷频域疲劳寿命估计方法

对于工程中大量存在的非高斯随机应力载荷的疲劳寿命估计问题,传统频域疲劳方法由于基于高斯性假设, 故仅能采用高斯分布近似或经验性修正来简化处理,缺乏理论基础且存在较大误差。基于随机应力载荷的频域疲劳基本理论,利用非高斯概率密度函数的Hermite多项式渐近展开,利用其三维联合高阶统计特征,推导得到了非高斯随机应力载荷下疲劳寿命估计公式,并针对高斯、亚高斯和超高斯随机应力载荷进行了验证。该方法普遍适用于窄带、宽带、高斯和非高斯应力载荷作用下的疲劳寿命估计问题,具有重要的理论意义和工程价值。     

随机载荷下渐开线直齿轮齿根弯曲应力计算方法研究

分析了传统齿根弯曲应力计算方法应用于齿根弯曲应力谱编制时的局限性。从动载荷的计算、啮合点的弯矩、压力角和齿间载荷分布等方面,对传统方法进行了改进,建立一种在随机载荷下齿根弯曲应力计算方法。研究结果表明,此计算方法精度较高,并能得到单齿在传动过程中齿根弯曲应力的变化历程,便于准确统计弯曲应力的幅值、均值的循环频次,为精确编制齿轮弯曲应力谱及齿轮弯曲疲劳寿命预测提供了一种有效的齿根弯曲应力的计算方法。     

浓缩随机载荷谱试验研究

用运输机类型的随机谱载对中间有圆孔的LY12CZ试件进行裂纹形成和扩展试验，然后分别用两种浓缩谱进行试验研究。结果表明在裂纹的形成和扩展阶段对寿命起主要作用的参数影响是有明显差别的。特别是运输机谱中的地-空-地循环，在裂纹扩展的公式中对裂纹形成寿命的贡献估计不足。根据疲劳的材料常数对裂纹扩展的材料常数进行修正得到的计算结果与原谱的试验结果相当吻合。     

多级多工况传动载荷处理方法及应用

在单级设计载荷法的基础上,考虑传动系统各部件所选材料、载荷和循环次数的影响,提出多级设计载荷法.以混凝土运输车搅拌桶减速器为例,描述从载荷测试到编制减速器传动系统的全工况载荷谱和齿轮疲劳载荷谱的过程.根据齿轮的疲劳载荷谱,分别用单级设计载荷法和多级设计载荷法计算各齿轮的弯曲当量转矩和接触当量转矩,并用两种方法计算的当量...     

碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁随机疲劳试验方法研究

对某国道上通行的车辆载荷进行调查,并应用随机过程理论对所收集到的车辆载荷数据进行统计分析,得到其统计特性;然后,采用非高斯过程的数值模拟方法对上述车辆载荷实行再现,并通过MTS试验系统实现随机载荷下碳纤维薄板(Carbon fiber sheet,CFS)增强钢筋混凝土梁的疲劳试验.试验结果表明,所提出的随机载荷疲劳试验方法是可行的.     

基于随机分析的结构高周疲劳寿命估算

首先,为了克服二参数幂函数只适于表示中等寿命区S-N图线段的局限,文中采用三参数幂函数及两个二参数幂函数两种方法表示S-N曲线中、高周寿命段.然后,基于随机过程、Miner线性累积损伤理论及构件P-S-N曲线,分别导出窄带和宽带情况下适用于高周疲劳且具有一定可靠度的疲劳寿命计算公式.最后,对一随机加速度功率谱作用下的机载杆天线进行疲劳寿命估算.     

随机载荷作用下的零件动态可靠性模型

运用顺序统计量和概率微分方程建立随机载荷作用下的零件动态可靠性模型,并研究零件可靠度和失效率随时间的变化规律。首先,分析随机载荷多次作用时零件的失效过程,从载荷作用的统计学意义出发,运用顺序统计量建立随机载荷多次作用时等效载荷的累积分布函数和概率密度函数。进一步,根据应力—强度干涉理论建立载荷多次作用下的零件可靠性模型。运用泊松随机过程描述载荷的作用过程,分别建立强度不退化和强度退化时的零件动态可靠性模型。研究表明,强度不退化或退化不明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小;考虑强度退化或强度退化明显时,零件的可靠度随时间逐渐降低且较为明显,失效率具有“浴盆”曲线的全部特征。     

齿轮随机疲劳载荷计数方法研究

给出齿轮随机疲劳载荷的计数方法（gear counting method，GCM）。与传统方法相比，这种方法能够充分描述齿轮齿根部位所承受的应力应变过程，反映齿轮的疲劳损伤机理，更准确地为疲劳计算提供载荷条件。给出具体的计算方法，编制计数程序，通过具体实例，比较GCM计数方法与传统雨流计数方法的不同。     

装载机工作装置钢结构强度计算方法研究

多年来，对装载机工作装置钢结构载荷和强度的计算一直采用典型工况方法，研究结果表明，这种方法不能真正和全面反映结构在多种复杂工况下的最大应力状况。文中提出作业仿真的方法，在对不同作业方式和载荷形式进行仿真过程中，对工作装置钢结构多个指定部位采用常规力学方法进行应力普查分析，然后将分析结果作为评判依据，从中选出对钢结构强度影响最大的工况和载荷，作为下一步有限元分析的工况和载荷。结果表明，使用作业仿真进行普查分析的方法比传统的典型工况方法更具全面性。     

装载机半轴变均值、变幅值标准载荷谱制取方法

结合装载机分段作业特点,提出了装载机半轴变均值、变幅值标准载荷谱的制取原则与方法,解决了均值、幅值“归一化”问题,最终建立装载机半轴标准载荷谱。     

内压斜接管结构塑性极限载荷的研究

对30°、45°、60°三台斜接管容器在内压作用下的塑性变形特征、塑性极限载荷进行试验及非线性有限元数值研究.结果提供三台试验设备塑性变形的规律,在内压作用下截交区发生明显的塑性变形,纵向截面内发生径向收缩,而横截面发生径向鼓胀,接管与筒体截交角θ增大;危险位置出现在结构纵向截面的锐角侧;在相同结构尺寸下,结构的塑性极限载荷随θ增大而增大;同时提供三台试验设备塑性极限载荷的数值,为分析设计提供参考及依据.     

随机应力谱下构件疲劳可靠性分析的Miner准则--寿命分布函数法

基于随机应力谱下的Miner准则和寿命分布函数，提出了一种随机应力谱下构件疲劳可靠性分析模型——Miner准则一寿命分布模型。该模型首先考虑构件疲劳强度影响系数，对材料的p-S-N曲线进行修正，以得到构件的p-S-N曲线；然后利用Miner准则导出构件在随机应力谱下的疲劳可靠寿命表达式，由疲劳寿命的概率分布函数，并考虑构件疲劳强度影响系数的随机性，求得构件在随机应力谱下给定疲劳寿命时的疲劳可靠度。