焊接变形对主发电机风扇疲劳寿命的影响分析

某型内燃机车主发电机转子焊接风扇焊后变形量分散性大，为了研究焊接变形对风扇疲劳寿命的影响，对焊接风扇所属底板引起的不同变形量导致安装产生的装配应力进行测试，进而采用真实载荷谱对风扇进行疲劳试验，同时对比了三种通过改变焊接工艺来减小焊接变形的改进方案。研究结果表明：由焊接导致的风扇变形在安装过程中会产生装配应力，变形越大，装配应力越大，变形量与装配应力近似呈非线性关系；疲劳起裂源发生在风扇叶片焊趾处，底板焊接变形越大，叶片疲劳寿命越小；可通过防变形工装来控制风扇底板焊接变形量，底板焊接变形量小于0.35 mm时，可以满足其风扇设计寿命要求。     

车用合金轮毂模型的模态及疲劳寿命仿真研究

根据重型汽车的载荷特征,以11R20型号轮胎和轮毂相关标准进行了轮毂结构设计,最终选择采用二件式平底轮毂,五孔式轮辐。同时建立了钢制和铝合金轮毂的参数化模型,对结构的模态和疲劳寿命进行对比分析。研究结果表明:两种材料固有频率均远大于实际转速下频率,不会发生刚性运动和共振现象,不同材料对轮毂的固有频率并不会造成较大影响;钢制轮毂最大应力为111.190 MPa,铝合金轮毂最大应力为83.146 MPa,均在材料屈服强度以下,两种轮毂的通风孔位置产生应力集中,而铝合金轮毂的变形量远小于钢制轮毂材料,同等荷载作用下的铝合金轮毂综合受力性能较好。     

基于ANSYS的压缩式垃圾车弧形车厢有限元分析

为解决压缩式垃圾车在实际工况下服役时出现的车厢焊缝开裂问题,设计一种弧形车厢的框架承力结构。采用Pro/E建立车厢的三维模型并通过ANSYS Workbench进行有限元静力学分析,得出其在垃圾装卸过程中的应力分布情况;进行模态分析,确定各阶振型下车厢的固有振动频率和最大形变位置;采用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法进行随机疲劳分析,确定新设计的车厢结构是否符合运行寿命期望。结果表明:在垃圾装卸过程中,改进后车厢的最大应力为300 MPa,导轨处不超过40 MPa,整体结构满足设计要求;随着振动频率的增加,车厢最大形变位置由顶板逐渐向边板再向底板转移;在行驶过程中,新设计的车厢结构能够满足实际工况下的运行寿命期望。     

锻压设备橡胶隔振器疲劳寿命研究

针对锻压设备橡胶隔振器的疲劳寿命问题,测试了锻压设备工作过程中的冲击载荷,进行了橡胶材料的力学特性试验,构建了橡胶隔振器的有限元模型,研究了最大静载工况下橡胶隔振器的应力分布规律。并根据橡胶材料的S-N曲线,预测了橡胶隔振器的疲劳寿命。结果表明:在最大静载工况下,橡胶隔振器的最大应力为4.35 MPa,主要集中在球墨铸铁承压板的上表面,承压板屈曲应力为250 MPa,远大于橡胶隔振器的最大应力,不会发生疲劳破坏。橡胶部分的应力值相对较小,其最大应力主要集中在上下边缘位置,约为1.44 MPa。橡胶隔振器首先在静应力较大的位置发生疲劳破坏,其疲劳寿命为3589219次,疲劳寿命大于橡胶隔振器使用要求的300万次。     

内燃机车主发电机机座疲劳寿命预测

以铁路车辆使用的某型号主发电机机座为研究对象,利用ABAQUS对发电机机座进行有限元仿真分析。根据实际工况和设计要求,对机座进行静强度评估;参照国际焊接学会焊接疲劳评估标准及EN15085欧洲铁路标准,分别利用热点应力法和等效结构应力法计算发电机机座危险焊缝的疲劳强度与应力因数,并将结果进行对比。结果表明:在极限工况下,机座内最大Mises应力小于机座材料的屈服强度,机座满足静强度要求;在冲击和停机两种工况下,机座危险焊缝的热点应力最大应力变化范围小于该形式接头对应S-N曲线的截止疲劳极限,机座的疲劳强度满足设计要求;利用FE-SAFE提取机座危险焊趾处的结构应力,通过等效结构应力法计算得出的危险焊缝疲劳寿命满足设计要求;对比两种方法得出的应力因数,在焊接结构较为复杂时,等效结构应力法可以更高效和准确地预测焊接结构的疲劳寿命。     

小直径开缝套筒弯卷成形装备的设计及力学性能分析

以小直径开缝套筒为研究对象,通过比较各种卷板机的成形特点,确定了双轴柔性滚弯技术作为小直径开缝套筒的成形方式。介绍了双轴柔性滚弯技术的成形原理,并在此基础上设计了一套制备小直径开缝套筒的伺服控制专用成形设备。对成形装备整机及上辊的应力变形情况进行了有限元分析。研究结果表明:整机最大应力发生在左后立柱与底座的螺栓联结部位,应力值为310.01 MPa,小于其屈服强度640 MPa;整机其他位置应力在84 MPa以下,变形较小,满足工作要求;上辊的最大应力值为83.086 MPa,远小于其屈服强度785 MPa,最大变形为0.16229 mm,变形较小,也满足刚度要求。     

短行程全预紧组合框架结构内高压成形机强度与刚度分析

短行程内高压成形机具有合模速度快、主缸行程小、快速建立合模力和生产效率高等优点。为了降低应力的脉动幅值,提高机架的疲劳寿命并保证内高压成形件的精度,短行程内高压成形机的本体结构采用预应力组合框架结构。因此首先通过传统材料力学的方法,对承载横梁进行强度和刚度的理论校核,横梁的最大主应力和最大变形挠度均在许用范围内。通过数值模拟,分析了满载时机身的应力分布、变形挠度、立柱的横向相对偏移量以及横梁与立柱接合面的形态。结果表明:机身的等效应力不超过100 MPa,最大变形挠度为0.184 mm·m-1,立柱横向偏移量为0.49 mm,最大纵向缝隙为0.02 mm。机身结构的强度和刚度均符合设计要求。     

新型组合式金刚石圆锯片性能研究

提出一种切割幅面达到其直径2／3的新型组合式金刚石圆锯片基体。应用有限元分析软件ANSYS，针对直径Ф1800mm的新型组合式金刚石圆锯片，分析、计算其固有频率、变形和应力分布情况对工作性能的影响，并与普遍应用的金刚石圆锯片固有频率、振型、应力分布等进行比对分析。结果表明：组合式金刚石圆锯片最大变形0．2mm，表现在切向；最大第一主应力0.13920E＋08Pa，表现在辅助轮与切割外环接触部分及水槽处；固有频率及振型与普通金刚石圆锯片相近，能够满足加工质量要求。     

薄板T型接头双丝MAG焊接残余应力及变形有限元分析

采用ABAQUS模拟并分析6?mm厚T型接头双丝MAG焊的焊接温度场、焊后残余应力、焊接面外变形.约束条件分为两种:方案一,不对底板进行固定,焊接自由变形;方案二,焊接时对底板进行固定,冷却后解除固定.结果显示:在相同的热源下,两种方案的焊接温度场保持一致;方案一的角变形量较大,最大变形量约为1?mm,焊缝热影响区底板变形量约为0.2?mm,最大残余应力位于焊缝中心,约235?MPa;方案二的最大变形处位于焊缝中心,但面积较小,可忽略不计,故最大变形量位于底板焊缝热影响区附近,约0.3?mm,焊缝中心的最大残余应力约为180?MPa.由此可见,在T型接头焊接时,将底板进行固定,冷却后解除释放,可以降低焊接残余应力和焊接面外变形量.     

兆瓦级风电轮毂球铁高周疲劳寿命研究

为了获得MW级风机轮毂QT350-22LT的高周疲劳寿命.通过拉-拉高周疲劳试验获得其疲劳极限,并通过数值模拟的方法确定QT350-22LT是否能够作为轮毂材料.疲劳试验在PW3-10程序控制高频万能疲劳试验机进行,采用实际生产的附铸试块进行拉-拉高周疲劳试验.试验结果表明:获得的兆瓦级风电轮毂QT350-22LT的疲劳极限值为250MPa,根据数据绘制的S-N曲线的拐点在290MPa;疲劳源的位置不同,所产生的瞬断区断口形貌也有所差别.对轮毂本身所能承受的最大应力进行有限元分析,得到最大应力为156MPa.应力集中部位的值没有超过材料的疲劳极限,这证明球铁QT350-22LT能够满足风机轮毂设计的应力要求.