基于ansys的冷镦机曲轴疲劳寿命分析

本文主要是通过有限元软件对冷镦机曲轴进行疲劳寿命分析。首先对冷镦机滑台的运动情况进行仿真;再对冷镦机曲轴边界条件的分析,利用有限元软件ANSYS对冷镦机曲轴的进行应力应变分析,找出最危险的节点。通过对曲轴最危险节点进行疲劳寿命分析,进而对冷镦机曲轴的疲劳寿命进行评估,同时研究轴颈半径对曲轴寿命的影响,为冷镦机曲轴疲劳寿命研究提供了重要的参考。     

不同温度下裂纹悬臂梁的模态和疲劳寿命分析

基于扭转弹簧模型和修正Paris公式,提出了一种在不同外界温度下含初始裂纹悬臂梁的疲劳寿命估算方法。在模态分析过程中,通过弹性模量引入温度模块,利用扭转弹簧等效该裂纹,将悬臂梁转化为由扭转弹簧联接的两段弹性梁;推导出不同温度下含裂纹梁固有振型的特征方程,分析温度和裂纹几何参数对裂纹梁固有频率的影响。在疲劳寿命分析过程中,利用复弹性模量引入阻尼损耗因子,基于修正Paris方程和同步分析法,考虑裂纹梁振动与疲劳裂纹扩展的相互作用,分析温度、阻尼和悬臂梁根部区域裂纹几何参数对裂纹梁疲劳寿命的影响。结果表明:随着裂纹相对位置的减小以及裂纹相对深度的增大,裂纹悬臂梁的固有频率和疲劳寿命则逐渐降低;而外界温度的升高也会导致裂纹悬臂梁固有频率和疲劳寿命的降低;同时随着阻尼损耗因子的逐渐增大,裂纹悬臂梁的疲劳寿命也会逐渐增加。     

漏斗试样扭转低周疲劳寿命预测方法研究

针对传统圆棒试样扭转低周疲劳存在的问题,采用漏斗形试样对材料C250马氏体钢(Cr强化)进行4种温度(20,150,200,350℃)、两种应变幅比(-1、0.1)下的扭转低周疲劳试验,得到一系列S-N曲线。对比分析MansonCoffin模型、拉伸滞后能损伤模型以及三参数幂函数模型3种低周疲劳寿命预测模型,评述其基本假设、应用范围和特点。应用3种模型分别对上述8种工况的试验结果进行寿命预测对比分析,并对比分析温度对扭转低周疲劳寿命的影响。结果显示:三参数幂函数公式能更好地拟合试验结果,明显克服另外两种预测模型的缺陷。因此,对于扭转低周疲劳寿命的预测宜采用三参数幂函数模型,其预测结果更接近真实值。     

发动机前端附件驱动系统-曲轴扭振系统耦合建模与曲轴扭振分析

为了综合研究曲轴扭振与发动机前端附件驱动的系统(FEAD)的旋转振动,建立了发动机FEAD-曲轴扭振系统的耦合模型.两系统之间的连接是通过曲轴前端的扭转减振器.扭转减振器的惯量环可为驱动FEAD的皮带轮,或独立.利用建立的模型,计算系统的固有特性,研究曲轴前端安装不同形式的扭转减振器时,FEAD对曲轴扭振的影响和FEA...     

基于动力学仿真的高速曲柄压力机曲轴疲劳寿命分析

为了研究反向配置副滑块的高速曲柄压力机曲轴的疲劳寿命,对压力机的曲柄滑块机构进行了受力分析,根据达朗贝尔原理建立了机构的动力学方程,并对机构的位移闭环矢量方程进行一阶和二阶求导,分别得到了各构件的运动学方程和加速度方程。利用联立约束法联立运动学方程与动力学方程,并将所有方程组装成一个稀疏矩阵。通过MATLAB中的Simulink模块建立了机构的动态仿真模型,将求得的稀疏矩阵作为Function模块嵌入仿真模型中进行迭代求解。在考虑冲压力的情况下,快速、准确地求得了压力机曲轴的压力曲柄颈、支承颈和平衡曲柄颈处载荷随时间的变化规律。根据MATLAB/Simulink仿真得到的曲轴周期性载荷谱,利用Workbench软件对高速压力机曲轴施加载荷,并进行疲劳寿命分析。分析结果表明:曲轴的寿命满足设计要求,经历107次应力循环后没有出现明显损伤,最小疲劳安全系数为1.09。曲轴轴颈(即压力曲柄颈、支承颈和平衡曲柄颈)载荷根据运动学参数求得,可以真实地反映出速度、加速度和惯性载荷之间的关系,为压力机曲轴、曲轴支撑结构和动平衡结构设计及压力机下死点精度的研究提供重要的理论依据。疲劳寿命分析中的载荷变化规律根据数学模型迭代求解得出,分析结果更加接近实际,为压力机曲轴的实际应用提供参考。     

感应淬火对曲轴扭转疲劳性能的影响

目的研究感应淬火对曲轴扭转疲劳性能的影响,为曲轴的设计和制造工艺调整提供技术参考。方法开展淬火曲轴和未淬火曲轴的扭转疲劳强度试验,利用升降法得到疲劳试验结果,从试验数据和微观组织等方面开展分析和讨论。结果未经过淬火的曲轴在99.9%存活率下的扭转疲劳极限为967.6N·m,经过感应淬火的曲轴在99.9%存活率下的扭转疲劳极限为1361.2N·m。感应淬火后曲轴的表面形成深度约3.5 mm的淬火层,平均硬度为HV0.5600,金相组织为细针状马氏体。曲轴的失效情况均为连杆颈油孔处开裂。结论 38MnVS6非调质钢曲轴在感应淬火后的扭转疲劳极限提升了约41%,曲轴油孔内壁的加工缺陷是形成裂纹源的主要原因,对曲轴淬火层区域的油孔内壁进行一定的表面处理,可进一步提高曲轴的扭转疲劳强度。     

独立多细节结构疲劳寿命分布的数值模拟与分析

以独立多细节结构概率失效模型为基础,进行Monte Carlo抽样,检验独立多细节结构的寿命分布特性,结果表明:可近似认为独立多细节结构疲劳寿命分布形式与单细节相同,但分布函数首尾两端精度较低。若单细节疲劳寿命服从对数正态分布,当细节为相同细节,独立多细节结构疲劳寿命的数学期望和方差均低于细节数学期望和方差,并与细节寿命分布参数存在明确关系;当细节为不同细节,独立多细节结构疲劳寿命的数学期望和方差均低于细节寿命的最大数学期望和最大方差;当单细节服从双参数Weibull分布时,若细节为相同细节,独立多细节结构疲劳寿命分布的斜率参数不变,尺寸参数按比例缩小。若细节为不同细节,独立多细节结构疲劳寿命分布的形状参数大于最小形状参数,位置参数小于最大位置参数。最后对独立多细节结构疲劳寿命分散系数表达式进行了分析。     

金属材料疲劳试验与数据处理方法

疲劳是金属材料机械构件常见的一种失效形式,疲劳试验方法与数据处理方法一直是研究学者们关注的热点。该文从疲劳寿命和规定寿命下的疲劳强度两个方面介绍了疲劳试验和数据处理方法的主要研究成果,并说明了几种典型的疲劳寿命试验方法与疲劳寿命概率分布参数的统计方法,以及规定寿命下的疲劳强度试验方法与规定寿命下的疲劳强度概率分布参数的统计方法;并通过算例,对比了不同方法之间的差异。     

基于连续型风速风向联合概率分布的风致结构疲劳分析方法研究

结合连续型风速风向联合概率密度函数和等效窄带法,推导了连续积分形式的风致结构疲劳寿命估算公式,并将其与区格离散形式的疲劳寿命估算公式做了比较。详细介绍了风速风向联合概率密度函数、风速边缘分布函数和风向边缘分布函数模型,以及模型参数的计算方法。最后选取钢天线实例工程模型,通过拟合实测风速资料,获得风速风向联合概率密度函数。再选择不同截面处关键点位置,估算出对应关键点疲劳寿命,取最小值为结构的风致疲劳寿命。结果验证了连续积分形式的疲劳寿命估算公式的合理性。     

低相干函数频响函数的无偏差估计方法

本文详细分析了现有输入噪声模型和输出噪声模型的抗噪声原理,提出了一种能同时抑制输入噪声和输出噪声的无偏差估计模型,它利用二次互功率谱代替通常估计中的自功率谱。使得由于噪声引起的误差可以通过多次平均完全消除。新估计模型的精度与输入噪声和输出噪声的水平无关,仅与统计次数有关。在输入、输出噪声不相关条件下,即使相干函数很低仍能通过多次平均获得具有足够精度的频响函数值。文章最后给出了不同噪声干扰下的(?)估计值、(?)估计值以及本文模型的(?)估计值,并与没有噪声干扰下的H_o 值进行比较。     

应变疲劳强度概率分布

利用概率论方法建立了应变疲劳强度概率分布与应变疲劳寿命概率分布之间的数学关系式，并根据应变－寿命转换关系，由已知的给定应变水平下的疲劳寿命概率分布求出给定寿命下的应变疲劳强度分布函数，便于进行可靠性分析。     

QT700-2球墨铸铁发动机曲轴失效分析

目的某厂生产的QT700-2球墨铸铁曲轴在路试过程中出现断裂,需寻找失效原因并提出解决措施。方法通过应用金相组织分析、化学成分分析、表面残余应力测试和力学性能测试等方法,对该曲轴的失效原因进行了分析。结果测试后分析结果表明,曲轴是在较大扭转循环载荷下,在第四连杆颈滚压圆角边缘多点萌生裂纹而导致疲劳断裂是其失效的主要原因。结论建议改进热处理工艺,保证组织的均匀性;改进加工工艺,减少应力集中;并强化表面残余应力以提高曲轴的疲劳寿命。     

用电信息采集终端可靠性试验研究

为保证用电信息采集系统的长期稳定运行,根据采集终端的硬件构造和功能特点,研究采集终端可靠性特征量的预测方法。利用威布尔分布模型建立采集终端的寿命分布函数,通过开展温度湿度加速寿命试验获得60只样本在4种应力水平下的失效数据,观察到失效类型主要为通信失效和模拟量测量失效。基于Peck模型推导出正常使用条件下的采集终端可靠寿命估计值。利用开发的可靠性特征量预计软件,计算得到某型号集中器在可靠度要求为0.9时的可靠寿命约为6.6年,计算结果基本符合现场运行情况。     

金属材料和结构的疲劳寿命预测概率模型及应用研究进展

疲劳过程的不确定性以及影响疲劳寿命的不确定性因素较多,导致疲劳寿命的分散性难以预测,在疲劳寿命预测模型中采用统计学和概率论的概念和方法是描述疲劳过程不确定性和疲劳寿命分散性的一种重要手段。本文针对疲劳寿命预测概率模型进行综述,总结和介绍了疲劳寿命经验公式和参数的随机化模型、表征疲劳寿命离散性的统计模型、基于材料微结构和疲劳物理机制的疲劳寿命预测概率模型以及研究广布疲劳损伤的概率模型,并对金属材料与结构的疲劳寿命预测方法进行了展望。     

基于堆焊成形钛合金高周疲劳实验数据的R-S-N模型

针对应力比对疲劳寿命影响的问题,以TC18钛合金堆焊成形(利用多层堆焊的方法制备)试样为研究对象,进行了3种应力比(R=0.5、R=0.06、R=-1)的疲劳实验,得出相应的疲劳极限,应用"应力幅值寿命模型"和"三参数寿命模型"得到6条S-N曲线。根据裂纹扩展速率与疲劳寿命的积分关系,以两种疲劳寿命数学模型为基础,系统地研究了应力比(R)与疲劳寿命曲线(S-N)的关系,提出了考虑应力比的疲劳寿命(R-S-N)数学模型。根据本文提出的修正公式,建立了适用TC18钛合金堆焊成形材料的两种R-S-N数学模型,结果表明:用应力幅值寿命模型可对中等疲劳寿命区进行准确的预测,而三参数寿命模型更适合中长寿命区域的预测。提出的两种R-S-N数学模型与实验值吻合良好,并可在工程上预测任意应力比下的疲劳寿命曲线。     

材料疲劳寿命的影响因素和研究方法

材料的疲劳寿命是机械可靠性设计的基础,也是疲劳性能研究的主要内容。大量的研究结果表明疲劳寿命具有离散性的特点,并且符合一定的统计分布规律。概述了材料疲劳寿命研究的重要性,分析了材料微观结构及实验模型对疲劳寿命的影响以及疲劳寿命研究的数理统计基础,分别介绍了正态分布和威布尔分布的特点,综述了数据处理方法在疲劳寿命研究中的具体应用。     

考虑应变均值影响的天然橡胶隔振元件疲劳寿命预测

对橡胶试柱进行单轴疲劳试验,分析了应变幅值一定时,应变均值对疲劳寿命的影响。以哑铃型天然橡胶试柱为研究对象,通过有限元计算分析,得到了加载位移与橡胶试柱危险位置处最大主应变的关系。构建了应变均值函数,以应变比R=0时的 曲线为基准疲劳寿命曲线,建立了不同应变均值和幅值下的天然橡胶隔振元件的疲劳寿命预测模型。使用该模型预测得到的哑铃型天然橡胶试柱疲劳寿命与试验疲劳寿命具有较好相关性。文中提出的天然橡胶元件的疲劳寿命预测模型,可用于建立天然橡胶材料的疲劳寿命数据库。     

两种国产涡轮盘材料疲劳寿命概率分布规律初探

基于两种国产发动机轮盘材料GH4133和1Cr11Ni2W2MoV低循环疲劳实验数据,选择三种常用的分布函数(对数正态分布、双参数Weibull分布和三参数Weibull分布),用概率图法和柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验方法进行拟合优度检验,以考察分布函数的总体拟合效果.通过经验失效率的变化趋势来评估分布函数是否符合疲劳失效机制.结果表明:形状参数大于1的三参数Weibull分布函数是建立国产轮盘材料GH4133和1Cr11Ni2W2MoV疲劳寿命分布的理想数学模型.对数正态分布函数在本工作所研究的轮盘材料低循环疲劳寿命范围内是合理的.双参数Weibull分布函数用作国产轮盘材料疲劳寿命分布模型时必须进行假设检验.     

汽车发动机曲轴疲劳性能分析研究

目的汽车发动机曲轴在疲劳实验的过程中,经常会出现非正常疲劳裂纹,裂纹从轴颈末端的油孔槽开始起源,造成曲轴轴颈的扭转强度达不到要求。有必要对汽车发动机曲轴的疲劳性能进行研究。方法通过疲劳、拉伸、金相实验以及疲劳断口SEM手段,对曲轴疲劳试样进行了分析。结果汽车曲轴疲劳实验在循环基数为1×107次下,弯矩的疲劳极限为607.5 Nm;曲轴轴颈的中部所受到的疲劳极限压力为96.7 MPa;该40Cr曲轴断口为典型的韧窝和台阶混合断裂。结论曲轴的钻油孔在轴颈内壁造成的应力集中,比较容易产生缺陷;曲轴轴颈在交变应力的作用下,很容易产生疲劳裂纹并扩展,导致曲轴的早期断裂。     

扭转疲劳试验的探索性研究

介绍了扭转疲劳试验方法的探索性研究，并对不锈钢，铝合金及结构钢进行了扭转疲劳试验研究，结果表明，这几种材料的扭转疲劳寿命取决于轴向切应变与切向应变的相位差。