基于疲劳寿命预测的齿轮箱箱体结构优化

针对某型内燃机车齿轮箱箱体出现裂纹,建立齿轮箱有限元模型,运用随机振动疲劳理论和Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤理论进行寿命预测.原始结构的寿命预测与实际统计结果仅相差2.6万公里,并基于原始结构的有限元结果提出两种优化结构,其疲劳预测寿命分别高于原始结构的103.2万公里和176.3万公里.经过模态与激励...     

基于模态叠加法的后背门焊点疲劳预测

传统的准静态方法不能覆盖开闭件动态响应造成的疲劳损伤,对车身进行基于模态叠加法的模态瞬态分析,同时考虑某车型后背门设计状态和实车状态的差异,分别对后背门焊点寿命进行仿真计算,复现了实车出现的焊点开裂现象,并对其造成的原因进行调查.通过此方法复现实车失效问题,说明了模态瞬态法在开闭件疲劳耐久分析中的准确性和必要性,同时可...     

基于实测载荷谱的AMT换挡箱体疲劳寿命预测

以某电控机械式自动变速器(AMT)换挡箱体为研究对象,考虑发动机和路面振动激励的影响,通过合理布置传感器,在襄阳汽车试验场采集了AMT换挡箱体振动载荷谱,并对载荷谱进行了预处理和重复性检验。通过载荷谱应力最值比较发现,部分测点为危险区域,是结构设计和改进需要重点考虑的地方。结合疲劳累积损伤原理对目标测点的疲劳寿命进行了分析计算,对换挡箱体可靠性分析和局部结构完善具有重要意义。     

滚动油承疲劳寿命的修正系数α1

推导计算了滚动轴承在不同可靠度、不同寿命离散系数条件下的可靠度系数α１，以便在滚动轴承的寿命计算中使用。     

某重型自卸车不同工况下车架的疲劳寿命分析

为研究某重型电动轮自卸车车架疲劳寿命,根据其实际作业情况,采用惯性释放法对车架进行了各工况的有限元静力学分析。在此基础上通过准静态应力分析获得了车架关键部位应力响应因子,结合车架材料的S-N曲线。根据线性累积损伤理论及各工况载荷比重对车架进行了全寿命分析,并估算了车架总的疲劳寿命。结果表明:各工况的最大应力均未超出车架材料的屈服极限,应力的仿真数值和试验值误差在12%内,满足静强度要求。满载状态下车架的疲劳寿命大于16 814 h,基本能满足使用寿命要求。     

内外激励下高速列车齿轮箱箱体动态响应分析

对高速列车齿轮箱箱体结构的动态响应特性进行分析。对齿轮传动系统内部和外部动态激励进行数值模拟,建立考虑轮齿啮合的高速列车动力车整车动力学模型,内部激励主要考虑齿轮的时变啮合刚度、轮齿啮合阻尼和传递误差,外部激励主要考虑异步电动机的谐波转矩和轨道激励,得到恒功率牵引工况下齿轮传动系统的动态载荷。建立齿轮箱箱体的有限元模型,利用直接积分法分析动态载荷作用下箱体的动态响应,并针对相关频率进行谐响应分析。结果表明,考虑轮齿啮合才能得到齿轮传动系统的高频振动,箱体结构能够满足正常的运营需求,异步电动机谐波转矩频率和齿轮啮合频率在箱体动态响应的主频中都有体现,在箱体结构设计时,应注意箱体自身模态频率与外界频率的错开,以免发生共振。     

风电齿轮箱后箱体的结构设计和强度分析

对风电齿轮箱后箱体进行结构设计,并根据国家标准,对极限工况下的后箱体强度进行有限元分析,得到最大等效应力。分析结果表明,风电齿轮箱后箱体的结构强度满足要求。     

高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响

车轮多边形是高速列车运行过程中常见的磨耗现象,该现象使轮轨作用力增大,齿轮箱持续异常振动,并会影响其疲劳寿命.为研究高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响,建立了含有齿轮箱支撑轴承的驱动系统和柔性齿轮箱的刚柔耦合整车动力学模型,采用数值仿真分析方法,通过分析不同车轮多边形幅值下轮轨垂向力和齿轮箱垂向振动加速度确定极端...     

基于多因素修正的超越离合器保持架疲劳寿命分析

以超越离合器保持架为研究对象,针对其交变载荷作用下易发生疲劳断裂的现状,首先利用有限元分析手段获得其模拟载荷谱,然后建立残余应力修正载荷谱的数学模型并在此基础上完成模拟载荷谱的修正,最后将修正后的分析载荷谱及材料的疲劳性能参数导入多因素修正后的名义应力法疲劳寿命计算软件中,对保持架的疲劳寿命进行求解,并通过台架试验加以验证。通过对比数值分析与试验可以发现结果基本吻合,基于多因素复合修正的疲劳寿命分析方法不仅增加了分析数据的可靠性,而且为零件疲劳寿命预估提供了新的技术路径。     

基于随机滤波模型的齿轮箱剩余寿命预测研究

针对设备剩余寿命预测无法获取设备直接状态信息的问题,引入随机滤波模型,利用平时易于监测到的间接状态信息,来预测设备的剩余寿命.该模型采用贝叶斯递推理论,可以有效利用设备监测到的历史状态信息;针对小样本模型参数估计问题,采用主观数据和客观数据相结合的贝叶斯方法对模型的参数进行估计;最后,以齿轮箱全寿命实验为依据,利用该模...     

履带车辆变速箱齿轮啮合过程分析及寿命预测

针对某履带车辆变速箱二挡齿轮容易发生失效,啮合过程轮齿应力变化难于准确测量,寿命预测不准确的问题,建立了齿轮啮合的有限元模型,分析了轮齿开始接触到完全分离的高度非线性动态过程,并对仿真结果进行试验验证,进而利用nCode designife建立了寿命预测模型,预测出齿轮疲劳失效部位及寿命,与试验结果进行比较,验证了齿轮啮合的动态分析方法的可行性,为预测齿轮寿命提供了参考。     

基于无迹卡尔曼滤波的直升机主减速器剩余安全寿命预测

剩余寿命预测为管理者制定预防性维修策略以保证设备不发生非正常停机提供重要信息。针对设备状态呈现非线性变化以及工程实际中的实时性寿命预测要求,提出一种基于无迹卡尔曼滤波的在线剩余寿命预测方法。该方法首先建立状态空间模型描述设备的退化过程,然后利用监测信号使用无迹卡尔曼滤波估计模型的状态,并通过期望最大化算法估计模型的参数,进而利用当前时刻模型的状态和模型的参数递推求解设备的剩余寿命,最后将该方法应用于直升机主减速器的剩余安全寿命预测。结果表明:该方法能够较准确的在线预测出直升机主减速器的寿命。     

磁悬浮列车转向架疲劳寿命功率谱预测法

本文简要讨论了随机振动疲劳寿命分析中应力功率谱的获取，不规则性的描述及各种疲劳分析模型，并结合磁悬浮列车转向架的疲劳分析情况，得出了用Dirlik法进行疲劳寿命预测是相对最优的结论。最后利用有限元软件和Dirlik法相结合对磁悬浮列车转向架进行疲劳寿命预测，并与时域中的名义应力法所得结果相比较，证明了该法的最优性和有效性。     

基于微结构的多轴低周疲劳寿命预测方法

采用TEM分析了单轴、比例及非比例低周疲劳载荷下钛合金BT9的位错及其亚结构。结果表明,在同一等效应变强度下,位错密度随载荷非比例程度增大而增大。给出了基于疲劳位错密度均值的非比例参量和具有明确微观物理意义的疲劳损伤参量。建立了新的低周疲劳寿命预测模型,且寿命预测精度进一步提高。     

基于改进应变能密度法的电动轮自卸车车架焊缝疲劳寿命预测

针对复杂载荷作用下焊接结构应力应变响应出现非完全封闭而交叉的现象,考虑封闭环以外的塑性应变能密度,提出了一种改进的应变能密度计算方法。通过设计制作对接接头试验试件,开展了焊接接头机械性能和疲劳试验研究,获取了Ramberg|Osgood方程参量并构建了基于总应变能密度的疲劳损伤模型。建立了电动轮自卸车车架有限元模型,开展了车架焊缝多载荷步非线性有限元分析。结合新方法和数值模拟得到的应力应变响应计算危险点各应变能密度,依据拟合的疲劳损伤模型进行寿命预测,计算结果与实际失效位置和开裂时间吻合较好。     

基于修正P-S-N曲线的柔轮寿命预测

通过Hypermesh划分网格并使用Abaqus完成对谐波减速器的瞬态分析.基于瞬态分析结果,确定了柔轮危险点的位置,提出了一种提取并合成柔轮危险点应力谱的方法.通过对应力谱进行雨流计数,组合修正P-S-N曲线与Miner疲劳损伤累计理论,预测了谐波减速器柔轮的寿命.预测结果与国内谐波减速器的产品的寿命相近.该研究工作为谐波减速器柔轮疲劳性能定量评估提供了参考依据.     

基于数据驱动的动车组齿轮箱在线故障预报

动车组齿轮箱结构复杂,且在实际运行中可能受到很多外界因素的激扰,难以建立合适的动力学模型。介绍了一种检测高速动车组齿轮箱故障的时间序列算法,该方法基于数据驱动,不需要建立动力学模型,适合在线故障预报。无线微机电传感器从齿轮箱测得加速度信号并建立时间序列模型,利用模型的自回归参数定义故障敏感参数(fault sensitive parameters,简称FSP)。在有故障和无故障两种状态下,FSP均值完全不同。通过比较FSP均值,然后用假设检验中的t检验判定是否存在故障。实践证明,所提出的方法能较好地在线识别高速动车组齿轮箱早期故障,具有重要的应用意义。     

基于模态叠加法的大型立式行星传动齿轮箱动力学分析及测试

根据某大型立式行星传动齿轮箱的结构和动态性能特点,建立了其直齿行星传动的平移-扭转耦合集中参数动力学模型,基于模态叠加法采用ADAMS动力学分析软件对齿轮箱的高速轴、低速轴、行星轮和太阳轮等构件进行了动力学特性分析,得到了整个传动系统的频响函数和模态频率。通过理论分析与现场测试结果进行对比,分析了该行星传动系统固有特性对齿轮箱产生的振动及噪声的影响。