铸造起重机主梁腹板裂纹分析与疲劳寿命研究

针对某炼钢厂连铸车间铸造起重机主梁主腹板和横隔板的焊接部位出现的开裂现象,对主梁上盖板、腹板与隔板连接的主焊缝进行超声波无损探伤检测裂纹形态与分布情况,根据起重机实际工作条件和出现裂纹部位的受力状况,结合对危险部位的应力水平以动态应力的现场测试分析结构的力学性能和裂纹产生的原因,分析表明腹板产生裂纹部位抗疲劳强度不足。依据铸造起重机在一个工作循环下的应力信号,应用名义应立法结合Miner线性损伤累计理论计算铸测点部位的疲劳寿命,通过对危险部位疲劳寿命相对准确的估算,为设备的日常维护提供参考。     

基于Verity方法的起重机箱型主梁疲劳寿命分析

以某型号桥式起重机主梁为研究对象,对其进行应力分析并建立关键位置处包含焊缝细节的子结构。以T型焊接接头为例,通过有限元分析与试验对比的方式验证了Verity方法的网格不敏感性。采用Verity方法计算了主梁主要焊缝的等效结构应力,进而对主梁的疲劳寿命进行了分析。结果表明该起重机主梁结构的静强度和刚度都符合设计要求,主要焊缝具有很好的抗疲劳性能,符合设计要求,但比较而言下翼缘板与腹板连接处焊缝较易产生疲劳破坏。     

基于Ansys及应力测试的铸造起重机疲劳裂纹失效分析

以某钢厂YZS165/40 t-21.5 m型铸造起重机为研究对象,针对其桥架结构的裂纹位置及疲劳情况,研究出现疲劳裂纹的主要原因,建立起重机桥架金属结构的有限元模型,分典型工况进行应力分析,并结合现场的应力测试和焊缝超声波检测,为该起重机及同型号起重机的修复及改进设计提供了理论依据,为铸造起重机金属结构安全评估奠定了基础。     

铸造起重机金属结构的疲劳评定方法研究

铸造起重机金属结构的疲劳裂纹源主要位于构造形状突变区域的焊趾部位,裂纹从焊趾处萌生并扩展,因此必须引入局部应力概念对其进行疲劳评定。针对某在役铸造起重机金属结构,分别采用基于中值主S-N曲线的等效结构应力法和基于等效结构应力强度因子的断裂力学法,估算了端梁结构4条主焊缝危险点的疲劳寿命。结合铸造起重机实测裂纹数据进行了反推计算,获得了等效结构应力法的适用S-N曲线和断裂力学法的适用初始裂纹表面长度。研究表明,常规参数的等效结构应力法和断裂力学法是一般焊接结构疲劳评定的有效方法,但针对焊缝质量有特殊要求的重要焊接结构,必须采用合理的参数才能获得较准确的估算结果。     

重载板梁结构弱翼缘贴角焊缝的可行性研究

重载桥式起重机板焊接主梁翼缘与腹板间焊缝受力复杂,对该焊缝进行合理设计是结构承载安全的关键之一。对于800 t桥式起重机主梁翼缘板厚51 mm、腹板厚16 mm时其间焊缝采用比国内标准推荐值小很多的8 mm单边贴脚焊缝的情况,通过用有限元子模型方法分析了焊缝应力分布,得到了较精确应力分析结果。子模型分析通过了壳-壳子模型验证整体模型网格疏密的精度。通过对壳-体子模型加接触分析,对焊缝进行了网格加密精确分析,验证了较厚翼缘板和较薄腹板焊接时采用更小焊脚尺寸角焊缝的可行性。该分析结论可以引导相似条件时设置弱单边贴角焊缝,以减少焊接量降低制造成本。     

大车轨道对铸造起重机开裂的影响

文中针对铸造起重机平衡架支撑焊缝开裂的问题,检测了起重机大车轨道,并对起重机平衡架支撑进行了应力测试,研究了起重机水平侧向力,为进一步分析了焊缝开裂原因,建立了起重机平衡架支撑-车轮组-轨道有限元模型,对可能出现的工况进行了有限元计算,找到了焊缝开裂的原因,并对结果进行了验证.     

铸造起重机检修孔与仑门开裂原因分析及加固设计改进的探讨

根据多年来从事起重机设计和铸造起重机主要承载结构焊缝开裂现场处理方案、修复工艺的制定,以及对现代冶金起重机在设计可靠性分析的情况下总结出铸造起重机仑门及大车检修孔开裂、修复、加固的意见和设计改造观点,供同行参考借鉴。     

基于IIW标准的矿山起重机主梁焊缝应力分析

以国际焊接学会标准为依据,采用HyperWorks软件对某矿山起重机主梁焊缝处随着小车运行的应力状态进行分析研究,并校核其设计疲劳强度。该研究为同类结构设计中局部焊缝开裂的分析和焊缝设计校核做了一些有益的探索。     

某大型起重机卷扬裂纹修复

本文对某大型起重机卷扬结构开裂进行分析研究,从焊接母材、焊接应力阐述了影响其开裂的主要原因,制定合理的修复工艺,对其成功进行了焊接修复。     

基于子模型技术的转向架构架疲劳寿命预测

以CRH380B型动车组转向架焊接构架为研究对象,依据UIC 615-4加载标准计算了构架的整体静强度,并对局部应力进行了分析,找到了平均应力及应力幅较大部位。为更精确的估算关键焊缝的疲劳寿命,采用了子模型技术。在验证子模型可靠的基础上,运用Fe-safe软件中基于等效结构应力法的Verity模块估算了焊缝的疲劳寿命。分析结果表明,该构架的强度符合标准UIC 615-4的要求,焊缝的疲劳寿命也满足设计要求。     

基于子模型法的大型固定管板换热器有限元分析

大型固定管板换热器由于管子数量大,无法在有限元模型中建出所有换热管与管板的详细连接结构,得不到相关区域的真实应力分布,无法有效地进行应力强度评定。对某大型固定管板换热器,利用粗模型确定了管板布管区换热管与管板连接区的最大应力强度位置,进而建立了该位置换热管与管板详细连接结构的子模型。子模型中考虑了换热管与管板的焊接结构及其相互接触,分别对此区域进行基于应力分类法和极限载荷法的分析计算。结果表明:虽然基于应力分类法的焊缝及换热管应力强度评定不合格,但考虑到应力分布的非轴对称特性,基于极限载荷分析的直接法评定应更为合理。对子模型结构进行了极限分析并利用零曲率法确定了极限载荷,按相关标准进行了评定,表明结构满足强度要求。     

超大吨位起重机支腿制造过程中焊接裂纹产生原因分析及预防控制

本文对某大型起重机支腿制造过程中焊缝裂纹进行分析并制定焊接裂纹的预防控制措施,提升产品质量及可靠性。从低合金高强度钢母材的焊接性,焊接裂纹的分类及产生原因,预热温度,层间温度,焊接应力等方面分析支腿制造过程中焊缝开裂的原因,结合制造过程中超大吨位起重机支腿厚板焊接的操作方法,探索低合金高强钢厚板焊接过程中焊接裂纹的预防控制措施。     

桥式起重机主梁焊缝有限元计算子模型

桥式起重机主梁焊缝是易产生应力集中和疲劳裂纹的部位。采用板单元的主梁整体模型中焊缝高度尺寸比板单元尺寸小很多，其计算结果不能反映焊缝的应力分布状况。运用“板到体子模型”法，精确得出主梁跨中焊缝处的应力分布状况，计算结果与实际情况相符，表明子模型法是分析结构局部应力集中的有效手段。     

基于外推法的后副车架焊缝疲劳耐久分析

基于焊缝结构热点应力外推法对后副车架焊缝进行疲劳分析。建立某后副车架有限元模型,根据后副车架总体模型强度分析结果识别关键焊缝位置,再利用ABAQUS子模型技术及国际焊接学会(IIW)外推方法计算焊缝结构热点应力,最后使用MATLAB语言根据《Eurocode 3:part1-9 Fatigue》编写焊缝疲劳计算程序进行损伤计算。计算结果表明:通过外推法计算的焊缝损伤值满足疲劳耐久设计要求。     

航空发动机供油管裂纹失效分析

某航空发动机供油管在使用过程中出现了裂纹失效问题，为明确问题的性质和原因，通过观察供油管外观、裂纹断口分析、金相组织检测、硬度试验、强度计算等工作对问题原因进行分析。最终结论为：导管裂纹处为疲劳裂纹，导管活动接嘴处焊接变形量较大，与相邻导管进行插入式装配后会导致两导管未对中装配，从而引入装配应力，管路长时间工作后，受振动应力作用，焊缝处强度薄弱环节产生疲劳裂纹，最终造成供油管开裂。文中对导管接头焊缝处采用自动焊，减少打磨次数，控制焊接变形量，为保证插入式连接处有充分的轴向活动空间，避免对导管造成附加应力，建议插入式连接尽量保证活动接头在中间位置，以避免此类问题再次发生。     

基于薄板理论的箱型伸缩臂起重机许用载荷分析

利用薄板理论对起重机伸缩臂的局部接触区域盖板的挠曲情况和应力分布进行分析,运用解析的方法确定了与滑块接触的基本臂局部盖板和第二节臂局部盖板产生最大应力的位置,这不同于传统的梁模型只能求得梁横截面的应力而不能对接触区域的应力状态进行分析。并且使用第四强度准则对最大应力位置的Mises应力进行分析,进一步通过不等式关系确定了起重机伸缩臂起吊的许用载荷。最后通过数值算例验证了文中方法的可行性。     

装载机铲斗底板断裂的修复

我矿引进的两台９９２Ｄ大型装载机,铲斗容量均为１０ｍ３。由于工作环境较恶劣,铲斗底板的焊接端面经常产生早期断裂故障。维修时工作量大,停机时间过长,严重影响了采区的正常生产。为减少此类故障的发生,我们对铲斗底板产生断裂的原因进行了分析并对结构加以改进。１．故障现象及原因分析装载机在使用过程中,铲斗各焊接部件受多种不同作用力的影响,严重时使焊缝在使用过程中产生局部开裂,造成铲斗前刀板与铲斗上、下底板之间的焊缝断裂;全部进行局部补焊后,使用到８００ｈ左右焊缝又全部开裂,此时必须重新焊接,修复周期一般为…     

MW级风电机组变桨柜的强度分析研究

针对兆瓦级风电机组变桨柜焊缝开裂问题,将多体动力学分析与有限元分析技术应用于变桨柜体强度分析中,对变桨柜进行了结构优化和强度评估。首先采用动力学分析软件Simpack对变桨柜总体结构进行了动力学建模和仿真分析,确定了变桨柜应力幅变化最大的危险位置,作为有限元分析的计算工况;接着采用有限元分析软件ANSYS对不同计算工况下的变桨柜及其支架进行了有限元建模与静强度分析;然后依据GL规范与国际焊接协会IIW规范,利用焊缝热点应力法,得到了变桨柜焊缝热点的外推应力,进而对变桨柜焊缝进行了极限强度评估;最后利用疲劳分析软件Fesafe并结合变桨柜疲劳载荷谱及焊缝的S/N曲线,对其进行了疲劳强度评估。研究结果表明:优化后的变桨柜焊缝的极限与疲劳强度安全系数均大于1,满足GL规范强度设计要求。     

变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命分析方法

重载车辆传动系统具有大速比、大扭矩的特点,其变速箱中间轴焊接结构承受复杂工作载荷,焊缝处易发生多轴疲劳破坏。为了更准确有效地对中间轴焊接结构的疲劳寿命进行评估,基于多轴结构应力法提出一种重载车辆变速箱中间轴焊接结构疲劳寿命分析方法,即建立含有焊缝细节的中间轴焊接结构有限元模型,求解得到焊缝危险点处的结构应力分量时间历程,并在结构应力平面上合成载荷路径,求得非比例加载路径的等效应力范围,最后结合主S-N曲线确定焊接结构的疲劳寿命。采用该方法分别对中间轴焊接结构的焊根、焊趾部位进行疲劳寿命分析并与疲劳台架试验结果进行对比,结果表明：分析得到的疲劳破坏位置和寿命值与疲劳台架试验结果均有良好的一致性,且焊根与焊趾寿命分析结果间的差异与已有文献多轴疲劳试验数据相一致,说明采用多轴结构应力法对变速箱中间轴焊接结构的疲劳寿命评估是可靠的。     

汽车座椅骨架焊缝的疲劳寿命预估方法研究

针对座椅骨架的疲劳强度进行分析,尤其是骨架中焊缝的疲劳方法进行研究分析;首先建立座椅骨架及焊缝的有限元模型,分别基于Hypermesh软件,使用Block Lanczos法进行了计算模态分析,基于LMS Test.lab软件,使用锤击法进行了试验模态分析,对有限元模型进行校验,并确定了焊缝的材料属性;对校验后的有限元模型进行静力分析得出结构强度薄弱的位置,尤其是危险焊缝的位置;进而基于Ncode软件采用Miner损伤法则,在针对特定焊缝类型进行应力修正,计算出其疲劳寿命;根据企业的疲劳试验结果,对该方法进行验证分析,结果表明此疲劳计算方法对座椅骨架焊缝的寿命预估准确有效,为分析和改善该类座椅骨架的焊接寿命奠定了基础,为此类结构的设计与优化提供了参考.