基于FE-SAFE的造船门式起重机结构剩余寿命预测方法研究

针对起重机作业于随机循环载荷下,承受循环交变应力,容易产生疲劳损伤,缩短疲劳寿命,研究了基于FESAFE仿真计算的起重机寿命预测方法。根据造船门式起重机实测应力历程数据,利用雨流计数法统计出应力循环次数,获得不同应力幅对应的循环次数并编制循环载荷谱。仿真算法估算结果与Miner模型计算结果进行了对比分析,结果表明所提出的仿真计算方法对大型门式起重机疲劳寿命预测是可行的,可提高计算效率,直观显示计算结果。     

基于等效结构应力法的主梁疲劳寿命评估

以580吨级龙门起重机主梁为例,应用等效结构应力法评估结构焊缝寿命。通过主梁结构的静力学有限元分析,确定疲劳危险部位,利用子模型技术建立具有焊缝细节的危险部位子模型,通过整体模型的位移结果确定子模型的边界条件,求解等效应力,并与整体模型应力对比,保证子模型计算的合理性。利用FE-Safe的Verity模块验证了网格的不敏感性,并与载荷谱相结合,根据主S-N曲线估算出焊趾处疲劳寿命循环次数,为大型龙门起重机寿命评估提供借鉴。     

基于人工神经网络获取起重机当量载荷谱的疲劳剩余寿命估算方法

为实现在役起重机的疲劳剩余寿命估算,预防灾难性事故,确保起重机使用的安全性。针对起重机使用工况的高度随机性和不确定性,以通用桥式起重机为研究对象,首次通过大量的数据调研,采集不同额定起升载荷起重机在一个工作时段内对应不同起升载荷的工作循环次数簇,基于人工神经网络(Artificial neural network,ANN)技术获取预评估起重机的当量载荷谱。以Miner疲劳损伤累积理论、线弹性断裂力学理论和雨流计数法为理论基础,运用Paris-Eadogan方程,推导疲劳剩余寿命计算公式,以实现通用类桥式起重机疲劳剩余寿命估算。经实例验证:所提出的方法可快速获取该类型预评估疲劳剩余寿命起重机的当量载荷谱并估算其主梁的疲劳剩余寿命,大大节省起重机现场实测的烦琐过程和大量投入。与实测应力谱计算的疲劳剩余寿命相比具有较好的吻合性和实用性,说明应用本方法进行起重机的疲劳剩余寿命估算是可行和有效的。     

基于应力不变量的多轴疲劳寿命预测方法

提出了一种基于应力不变量的处理多轴高周复杂载荷的疲劳寿命预测方法。该方法将剪应力等效幅值的求解与损伤估算相联系,通过考虑载荷偏量路径沿求解剪应力等效幅值时的参考坐标系各轴投影的分量来估算疲劳损伤。考虑平均应力的影响,利用多轴循环计数法和修正S-N曲线方法来预测疲劳失效循环次数。经过疲劳试验数据验证,预测结果与试验结果吻合较好。     

基于ANSYS与nCode的损伤钻杆疲劳寿命分析

在钻采过程中,钻杆管体关键部位的腐蚀坑或作业损伤受循环复合载荷后易发生疲劳失效导致钻杆断裂。以钻采工况下直径为127 mm的钻杆为例,基于疲劳失效理论,利用ANSYS Workbench和nCode Design-Life软件建立损伤钻杆CAE模型并对其进行疲劳寿命预测,在给定不同载荷谱参数、不同损伤压痕位置与深度的情况下,得到各参数影响损伤钻杆疲劳寿命循环次数的规律。结果表明：较高水平的平均应力与应力幅会大幅度降低损伤钻杆的疲劳寿命;损伤压痕位于内加厚过渡段消失点时,损伤疲劳钻杆寿命循环次数最小。该结果为钻杆的探伤检修及判废提供了理论指导。     

用微型计算机进行机械零部件的疲劳寿命估算

介绍了用微型计算机对机械零部件进行疲劳寿命估算的全过程:构件所受随机载荷的数据采集,用疲劳计数法进行数据的统计处理,多工况疲劳载荷谱的编制,疲劳载荷谱向应力谱的转换;利用较新的疲劳性能数据,用Miner理论估算构件的疲劳寿命。还介绍了用随机存取文件的方法,组织管理大量复杂的疲劳性能数据,用于疲劳寿命估算的技术。最后通过二个实例,将估算结果与室内试验结果进行了比较。对比结果证明:其误差在允许范围内。     

A型地铁车体结构疲劳寿命分析

在轨道循环交变应力作用下地铁车体易产生疲劳损伤。获得车体的载荷-时间历程，进行了强度校核；利用雨流计数法获得了循环载荷谱，根据累积损伤理论对A型地铁车体疲劳寿命进行分析，研究了列车速度、二系弹簧垂向刚度与二系弹簧垂向阻尼系数等对车体关键部位疲劳寿命的影响，分别采用逐步回归法和BP神经网络模型对车体关键部位—枕梁疲劳寿命进行拟合与分析。结果表明，BP神经网络模型具有更高的拟合精度。为A型地铁车体结构疲劳寿命的预测提供理论依据。     

某型汽车起重机起重臂的应力和应变疲劳寿命预估

以某型现役汽车起重机起重臂钢结构为研究对象,基于单位载荷下的名义应力谱和FE-SAFE(durability analysis software for finite element models)耐久性分析软件,建立起重臂钢结构件的应力及应变疲劳寿命预估模型,给出该材料的应力及应变寿命曲线,并分别采用应力、应变疲劳损伤模型,对该型起重臂钢结构的疲劳寿命进行预算。预算结果表明该型起重机起重臂结构工作30 978个循环时出现裂纹,而其使用寿命为392 699个工作循环。计算结果与试验结果对比得出:两种寿命预估模型结果与试验值基本符合,故该型现役起重机检修周期和使用寿命的制定应采用两种疲劳寿命预估模型综合考虑。     

疲劳损伤状态的模糊等效性试验研究

针对复杂载荷下以等效损伤假设为基础的材料疲劳寿命的估算误差较大的问题,基于模糊理论并结合耦合损伤概念提出模糊等效损伤假设,考虑加载顺序对疲劳损伤累积的影响来回避等效损伤假设。利用45钢材料进行了L-H和H-L加载顺序两级应力下的疲劳损伤累积规律验证,并选取16Mn材料的疲劳试验数据验证基于Miner线性损伤法则和本假设对材料疲劳寿命预测的准确性。结果表明,根据本假设计算的损伤量在两种加载顺序下均与试验值吻合良好,疲劳寿命估算结果比较接近于试验值,该假设以模糊理论为依据,为疲劳分析和寿命预测提供了一定的理论参考。     

基于功率谱密度的疲劳寿命估算

利用随机振动理论、强度理论和Miner线性累积损伤模型,获得窄带随机振动下基于功率谱密度(P．S．D)的构件疲劳寿命估算公式。根据P．H．Wirsching对不同P．S．D形状修正结果以及Dirlik的经验估计方法,建立了适用于宽带随机振动构件的疲劳寿命估算公式。该寿命估算公式不需要对变幅应力进行循环计数。讨论了局部危险部位应力功率谱密度获取的常用方法。研究了用经验方法确定构件的p-s-N曲线。用寿命估算公式对某构件进行了寿命预测。     

New analytical method for V-block three-point method

The V-block method is a widely accepted method for measuring the roundness of a cylindrical workpiece. However, the complexity of conventional analysis schemes, based on Fourier transformation, makes it difficult to develop specific software programs for analyzing the measured data. Here, a new algorithm developed for the three-point method using inverse matrix calculations is extended to the analysis of the V-block method. The results are compared with the conventional analytical algorithm and the validity of the new method is confirmed.     

基于最小二乘法的智能校验方法

介绍了一种检测仪器的智能校验方法;着重描述了基于最小二乘法的校验算法;该智能校验方法充分利用微处理器的数据处理能力,使校验操作变得简单方便,同时降低了仪器对于内部器件稳定性的要求。     

一种Otsu阈值法的推广--Otsu双阈值法

Otsu阈值法一直被用来求取单阈值。对Otsu阈值法进行了推广,利用Otsu阈值法来求取双阈值．推导了计公式的两种表达形式,最后给出了图像测试结果。采用Otsu双阈值法对灰度直方图呈现三峰特性的图像进行分割,以获得良好的二值化效果。     

无网格法中SPH方法和有限元方法的对比分析

无网格法是近期发展起来的一种数值计算方法,根据形函数构造可分为多种样式.在此主要介绍了较常用的一种方法:光滑粒子法(SPH)并对这种方法的原理和计算过程与有限元方法进行对比.从而阐述SPH方法的特点,后边又用这两种方法对一个简单例子进行求解.     

基于解析伪谱法的四边PDE曲面生成方法

为解决高效、快速、精确地生成曲面等问题,将偏微分方程（PDE）应用到曲面生成中（PDE方法优越性在于可以通过相对较少的参数生成一张光滑的曲面）。研究了用解析伪谱法快速生成一张解析近似的四边PDE曲面片,与分离变量法不同的是,该方法生成曲面的近似解由3部分组成：一个特征函数;一个多项式的解,两者皆可精确地满足偏微分方程;附加一个剩余函数,以确保精确的满足边界条件;进行了相同边界条件下分离变量法与解析伪谱法生成曲面的试验。实验结果表明,解析伪谱法生成的PDE曲面较分离变量法精确度高,且更为光滑。     

质量法流量计检定装置称重传感器的选择方法

质量法流量计检定装置是目前油田和其它行业流量计检定中逐渐被采用的一种方法,它的最主要组成部分是电子称重系统,而电子称重系统的准确度是否能满足系统要求,关键取决于称重传感器的选择。本文介绍了在质量法流量计检定装置的设计过程中如何选择称重传感器。     

基于阻尼最小二乘算法的计算机辅助装调方法

对于具有中心遮拦的光学系统装调,需要将获得的波前进行拟合求取低阶像差。但是Zernike圆多项式在环域上已不具有正交性,不能正确的计算低阶像差。而Zernike环多项式在环域上具有正交性,可以解决这个问题。基于阻尼最小二乘法的算法原理,运用MatLab实现了计算机辅助装调。文中对卡塞格林光学系统进行了模拟实验,验证了使用Zernike环多项式进行拟合的辅助装调程序的正确性。同时,对于辅助装调程序的应用范围也做出了分析。     

New fire-extinguishing method

An unparalleled new fire-fighting method and device are proposed. This method relies on a constant electromagnetic field.     

Measuring-sequence planning by the nearest neighbour method and the refinement method

This paper focuses on the measurement, using a coordinate measuring machine (CMM), of the shape of a workpiece made up of geometric elements. It explores how a CMM can complete the whole measuring process with an optimised measuring sequence to reduce measuring time, after a CAD/CAM software system has planned the number and positions of the measurement points. In this paper, the nearest neighbour method and the refinement method are proposed to plan the measuring sequence. The nearest neighbour method uses individual element faces as the subject of planning. It takes the position closest to the starting point as the initial measuring face, and then gradually completes the sequence of all points. It arranges the sequence of measurement points on the initial measurement face by means of the nearest neighbour method as described in the aforementioned algorithm. It calculates the distance between the final point on the initial measurement face and all of the unmeasured points on the other faces. The point with the shortest distance between the final point on the initial measurement face and all of the unmeasured points on the other faces is selected as the next measurement point and the measurement face of this selected point is considered as the next initial measurement face. It determines whether all of the faces and measurement points are completely planned. The refinement method does not distinguish among element faces, but treats all planning points as the goal. The method is often used to handle the measurement-sequence problem where a large area and a large number of points are involved. The CAD/CAM software and power of calculation and analytical capability of the system can quickly obtain a suitable measuring sequence.     

基于最小二乘法的婴幼儿头型检测方法研究

针对婴幼儿头部畸形缺乏快速测量诊断方法,精确测量依赖于3D扫描仪,成本高昂、缺乏统一指标等问题,设计了一种新型婴幼儿头型测量诊断机构.首先给出了该设备的检测原理及数据采集方法;其次详细介绍了基于最小二乘法的椭圆拟合快速检测方法,该方法可以直观地获得婴儿头部的各项参数,快速有效地获得被检测婴幼儿头型信息.最后通过示例证明,该方法能够快速检测出婴幼儿头型轮廓,为婴幼儿的临床检查提供了方便有效的途径.