基于结构疲劳寿命可视化技术的虚拟疲劳设计

介绍了大型图形用户界面有限元软件、疲劳寿命预测模型、疲劳寿命可视化方法等结构疲劳寿命可视化相关技术。分析了我国机械产品虚拟疲劳设计的应用现状和提高产品设计水平的迫切性；阐述了基于“全场”疲劳寿命可视化技术的产品虚拟疲劳设计构想。以有限元软件ANSYS为平台，采用自行开发的疲劳寿命可视化模块Fatigue／ANSYS对某飞机起落架框进行了疲劳寿命可视化分析及虚拟疲劳设计优化。     

PCB组装板多器件焊点疲劳寿命跨尺度有限元计算

随着电子设备向着小型化、多功能化方向发展,互连的可靠性越来越受到人们的重视。现有研究的分析对象大多为单个器件,而实际服役过程中,印制电路板(Printed circuit board,PCB)的形变、传热、受力情况都将对焊点可靠性产生影响。传统焊点可靠性有限元分析以单一器件为基础,而将仿真对象扩展为整个PCB板,对于提升焊点可靠性评估的准确性和有效性具有重要的意义。利用ANSYS有限元软件,对处于不同尺度的焊点、器件以及PCB板进行建模,分析再流焊载荷下各器件焊点的残余应力应变分布,讨论热循环后各器件焊点的危险位置,并根据修正的Coffin-Manson模型,给出各封装类型焊点的热循环寿命。通过与器件级焊点可靠性模拟结果的对比,说明板级有限元分析的必要性和不可替代性,进一步完善焊点可靠性有限元分析理论。     

基于有限元的织机综框边杆的疲劳寿命

针对JAT610织机综框边杆的疲劳断裂,用ANSYS有限元软件进行分析,结合应力实测的结果,得出了边杆应力集中产生疲劳的结论,对边杆的疲劳寿命进行了分析计算,结果与实际符合良好。     

基于有限元分析的铝合金车轮弯曲疲劳寿命的预测

研究I-DEAS软件下铝合金车轮弯曲疲劳试验力学分析模型的建立及其数值模拟,结合铝合金材料特性运用名义应力法预测车轮的弯曲疲劳寿命,并与试验数据进行分析比较,证明了预测寿命与试验寿命基本一致,也验证了预测方法的可行性和有效性。     

变速器倒挡齿轮疲劳寿命的有限元分析

为了提高某变速器倒挡齿轮的疲劳寿命,利用Hypermesh软件建立其有限元模型,通过有限元软件Nastran对齿根弯曲应力进行静力学强度的分析,得到了倒挡齿轮单齿弯曲应力,并通过理论计算验证了有限元结果的正确性;基于有限元应力分析结果,采用名义应力疲劳分析方法,通过Fatigue软件仿真得出倒挡齿轮疲劳寿命约为;提出氮化处理和喷丸强化方案,仿真结果表明,疲劳寿命有显著提高;同时,采用精密成形技术加工倒挡齿轮,生产实践表明,倒挡齿轮抗疲劳特性有明显提高。     

基于MSC.Fatigue的带孔板疲劳寿命仿真

采用有限元的方法,首先对带圆孔板的应力场和疲劳寿命进行了仿真,将仿真结果与实验结果对比,验证了仿真方法的正确性.然后对不同孔口形状的板进行应力场和疲劳寿命仿真,并与圆孔板的仿真结果对比,对孔边应力集中系数和疲劳寿命随孔口形状变化的规律进行了探讨.     

汽车钢圈疲劳寿命的有限元分析

钢圈是位于轮胎和车轿之间承受负荷的旋转部件,其作用是安装轮胎,承受轮胎与车轿之间各种作用力和力矩,对汽车行驶的安全性、稳定性、平顺性和牵引性均起着重要的作用。基于名义应力法的分析过程及有限元分析软件,探讨了钢圈弯曲工况下结构强度及疲劳寿命预估的方法。通过理论计算、实际使用情况及弯曲疲劳试验的结果验证了所提方法的正确性,所提方法可在产品设计阶段就预测设计产品的使用寿命及结构特点,为钢圈的设计及优化提供依据。     

车轮径向疲劳试验有限元仿真及疲劳寿命估算

采用有限元分析方法,建立汽车车轮有限元模型,模拟车轮径向疲劳试验施加合理的载荷及边界条件.通过分析车轮试验过程中的应力变化情况,得出高应力集中区域及其各主应力值,运用疲劳寿命计算理论及ANSYS软件估算车轮的疲劳寿命.通过与车轮径向疲劳试验结果进行比较,结果表明高应力集中区域与实际裂纹位置吻合,预估的疲劳寿命与车轮实验寿命基本吻合,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,为以后对车轮进行结构改进起指导作用.     

基于有限元法驱动线圈的疲劳寿命计算及初步优化

通过对疲劳寿命理论的分析,利用三维软件建立电磁驱动器的驱动线圈模型,导入到有限元分析软件ANSYS中,经过静力分析后,进行驱动线圈的疲劳寿命预测.将分析结果与实际试验结果进行对比,验证了有限元分析方法的可行性,为今后的结构优化研究提供了方向;在此基础上,对驱动线圈结构进行了初步的优化,并从仿真上验证了优化的可行性.     

非比例载荷下缺口件疲劳寿命有限元分析

针对Mod.9Cr-1Mo铁素体钢V型缺口件进行一系列非比例低周疲劳试验。试验结果表明,除圆路径外,各路径下裂纹萌生寿命占总寿命的60%~77%,与先前文献相比较,其分散性较小。采用ANSYS软件进行模拟计算,材料弹塑性特性采用Von Mises屈服准则、多线性随动硬化律和单轴循环应力应变曲线来描述。使用柱坐标系,通过固定试件一端,另一端加轴向和周向位移来实现拉扭应变控制。有限元模拟结果表明,各路径下缺口根部均产生了明显的应力集中,第一主应变、等效应变的最大值均发生在缺口根部。基于模拟得到的缺口根部的应力应变结果,采用Smith-Watson-Topper(SWT)方法进行疲劳寿命预测,除针对单轴路径预测结果偏低外,大部分预测结果位于2倍分散带内。     

某火炮炮闩机构动态特性有限元分析

在火炮开闩过程中,炮闩系统常因发生剧烈碰撞而损坏。针对炮闩动态应力响应问题,基于接触有限元理论,运用ABAQUS软件建立了某火炮炮尾炮闩系统的非线性结构动力学模型,模拟炮闩机构中复杂的接触碰撞现象,并采用隐式时间积分方法仿真模拟开闩过程,研究火炮复进过程中开闩凸轮撞击开闩板时及开闩过程中的炮尾炮闩结构中主要部件的动态应力响应,通过对结果的分析,获得主要部件动态应力大小。研究结果表明,火炮零件能够较好地满足强度要求,但抽筒子所受应力较大,其计算结果可以为改进曲柄、闩体结构提供依据。     

基于有限元的炮尾结构优化设计

以传统炮尾结构为基础,参考几种不同的圆角,寻求降低圆角应力的方法,结合台阶式炮尾结构,利用有限元分析软件和ISIGHT优化软件,运用二维模型代替三维模型的方法,节省时间,提高效率,对相关参数优化处理,在一定的条件下,降低圆角应力,解决圆角应力过大而使炮尾疲劳断裂的问题。     

基于有限元的多股螺旋弹簧疲劳寿命预测

针对多股螺旋弹簧(多股簧)的疲劳失效问题,以阿联酋某企业使用的特种多股簧为研究对象,通过有限元仿真分析多股簧的应力应变历程并利用子模型技术进行了应力应变的精确计算,通过静态响应试验验证了有限元模型的正确性;进行了钢丝材料试验,结合Manson模型推导出多股簧材料的疲劳性能参数;结合多股簧的应变和疲劳寿命预测模型预测了多...     

汽车后桥有限元疲劳寿命分析

利用Unigraphics软件,建立了汽车后桥三维CAD模型,利用UG的Structures模块对后桥的应力分布及疲劳寿命进行了有限元分析,得出了该构件的应力及疲劳寿命分布图,并提出了提高疲劳寿命的改进方案.     

基于有限元的泵曲轴疲劳强度计算

针对三缸活塞泵曲轴复杂的结构和受力,用一工程案例,以图表方式直观展现了曲轴的受力状况,并利用有限元方法计算出曲轴的应力,对危险点的应力进行提取,通过弯扭合成的安全系数法计算出曲轴的疲劳安全系数.这种方法原理简单,保证了计算的准确、快速、可靠,可以作为相似受力构件的设计参考,对目前大功率往复泵的开发具有现实意义.     

锯链传动片的有限元分析与疲劳寿命计算

油锯广泛应用于伐木、园林、建筑等行业,是锯截木材的主要工具.锯链是油锯的锯切部件.油锯工作时,锯链的速度高,所受载荷大,所以锯链的损坏形式主要是断裂和磨损.锯链的断裂可能发生在切齿片、传动片、连接片及链条的铆钉上.试验和实践表明由于其中的传动片厚度尺寸比其他零件小,所受应力最大,故是锯链中最易损坏的一个零件.针对国产JL10系列,分析了锯链的受载情况,其中利用数值近似和差分法提出了油锯锯链系统多边形效应动力学分析方法,得出多边形效应引起的动载荷在一个周期内的计算公式;应用弹性力学有限元程序在计算机上对处在不同工况下的传动片进行应力计算,并根据修正的材料S-N曲线,利用传统的名义应力法对传动片的疲劳寿命进行计算.     

基于有限元法的机械疲劳寿命预测方法的研究

介绍了一种采用疲劳有限元分析软件MSC．FATIGUE来对结构件进行疲劳寿命预测的方法。以一阶梯轴为研究对象,在指定的载荷工况下,用有限元法分析了轴上的应力分布情况,并估算危险点处的疲劳寿命。该方法对设计制造过程中机械零部件的疲劳强度分析具有一定的参考价值。     

基于随机有限元的可靠度计算

基于随机有限元 ,研究了复杂机械零件的可靠度计算。根据随机有限元算法 ,编写了计算机程序 ,求出了变形、应力的均值和方差。应力、强度概率密度函数确定可采用应力 -强度干涉模型 ,用公式或数值积分求可靠度。应力、强度概率密度函数不确定 ,用 Monte- Carlo法。基于极限状态方程 ,研究了优化方法求可靠度 ,采用了遗传算法。考虑模糊因素对复杂机械零件可靠性影响 ,给出了模糊可靠度计算公式。随机有限元使复杂机械零件可靠性预测成为可能     

多层U形波纹管的疲劳寿命有限元分析

应用非线性有限元法,综合考虑几何非线性、材料非线性和边界非线性等因素,采用平面轴对称单元和柔性的面-面接触对,建立了多层U形波纹管的非线性有限元模型,较好地解决了层间的接触问题.借助ANSYS软件对多层波纹管在轴向载荷与内压组合作用下的应力分布规律进行了探讨,利用结构的局部应力应变状态对波纹管的疲劳寿命进行了预测,同时考虑了波纹管的层数、壁厚减薄效应以及内压大小对于计算结果的影响,为波纹管的疲劳设计提供了依据.