基于物联网技术的桥式起重机剩余寿命评估系统

以桥式起重机为研究对象,针对其使用情况的随机性和不确定性,采用物联网技术实时记录载荷量及循环次数,形成疲劳应力谱。以雨流计数法和Miner等效法理论为基础,获得桥式起重机的等效应力幅。运用曲线回归模型刻画裂纹尺寸与等效应力幅的相关关系,实现对裂纹尺寸的实时预测。将回归预测获得的当前裂纹尺寸带入断裂力学公式中,对桥式起重机的疲劳剩余寿命加以估算。经实例验证,将物联网技术和回归预测技术应用于数据收集和裂纹尺寸预测,具有简便、实用的特点,不仅能够准确快速地估算构件的疲劳剩余寿命,而且还可以克服断裂力学中要求具有初始裂纹尺寸的弊端。     

大型焊接构件疲劳寿命评估系统

运用断裂力学有关应力强度因子理论,提出用断裂率Kt以及载荷率St为失效双判据的缺陷评定图对含裂纹焊接构件进行安全评定。以Paris公式为理论依据,对含裂纹焊接构件剩余寿命预测系统进行了设计和实现。该系统分为4个模块：数据采集模块、裂纹临界尺寸计算模块、FAD缺陷评定模块、安全评定结果输出模块。系统能够根据给定的数据对含裂纹大型焊接构件进行快速有效的评估分析、合理评价以及寿命预测。     

采煤机械齿轮的早期断齿及断裂力学计算

本文分析了煤矿机械齿轮早期断齿的原因。指出采煤机械齿轮除了高周疲劳断齿外,当冲击载荷严重及应力很高时,还将产生低周疲劳及超负荷断齿,因此除了按常规计算齿轮的弯曲强度外,还提出了用抗冲击断裂及断裂力学计算,为合理选材、选择最佳热处理工艺提供了依据。对于已出观裂纹的等幅载荷齿轮,可通过断裂力学估算齿轮的剩余疲劳寿命。并对国内采煤机械齿轮的设计加工提出了一些改进意见。     

构件疲劳破坏的数值模拟分析

简单介绍了基于有限元分析结果进行疲劳寿命估算的基本理论和思路 ,运用ANSYS程序对一典型构件进行有限元数值模拟 ,得到应力强度因子 ,并进行了疲劳寿命估算。得出不同裂纹长度的应力强度因子幅值、裂纹扩展率和疲劳寿命。分析结果与用解析法的计算结果基本相近 ,同时体现了有限元法在构件疲劳寿命评估和“损伤容限”设计领域的优越性和可靠性     

锤杆冲击应力分析与疲劳寿命估算

锤杆中的应力波历程包括锤击和回弹两个阶段,冲击阶段的应力波影响着锤杆的疲劳寿命,它的幅值主要取决于冲击速度和材料性质。就锤杆的使用期而言,其应力波同值呈正态分布,根据断裂力学和Ｍｉｎｅｒ线性累积损伤理论,推导出了锤杆在随机载荷作用下的疲劳寿命估算公式,进行了实例计算和讨论,提出了一些处长锤杆疲劳寿命的建议。图２,参５。     

从模型到轧机机架的应力强度因子算式转换方法

以轧机机架模型的试验和数值计算数据为基础,研究了模型的应力强度因子计算式向大型构件转换的方法。给出了机架构件以变形能为参数的应力强度因子计算式。利用此式能较方便地计算出带裂纹机架的应力强度因子值。为用断裂力学方法估算机架的疲劳寿命提供了依据。     

既有铁路钢板梁桥剩余疲劳寿命评估研究

采用名义应力法对既有铁路钢板梁桥的剩余疲劳寿命进行分析研究,总结出了一种钢板梁桥疲劳寿命评估的简易分析计算方法,同时结合某40m跨度的上承式钢板梁桥,建立了适用于车-桥动力分析的钢板梁桥有限元模型,并对其进行了较为准确的疲劳寿命评估.     

挖掘机底盘的疲劳概率计算法

通过逐次逼近算例,论述了挖掘机底盘类的机械构件在无规律载荷和无限寿命时的疲劳概率计算程序;给出了应力幅为正态分布和指数分布的极限载荷系数np的计算公式和曲线图,及机械零件在无规律载荷和无限寿命时的破坏概率计算公式与概率数值曲线图,可供工程技术人员实际设计时应用。     

35CrNiMo圆柱齿轮齿根弯曲疲劳裂纹扩展分析及寿命预测

基于断裂力学理论,利用有限元软件Abaqus和FRANC3D对产生裂纹的齿轮进行疲劳裂纹扩展。在齿轮上预置一定形状的裂纹,利用有限元软件计算裂纹前端的应力情况,并计算得出裂纹前端应力强度因子和扩展角度等;并进行下一步的扩展,预测裂纹扩展的轨迹,计算裂纹疲劳扩展速率,以此预测含有裂纹齿轮的剩余寿命。     

机械设备焊接结构的疲劳寿命研究

以某厂桥式起重机主梁的危险可见裂纹的研究为例,介绍了一种将断裂力学和有限元分析相结合,对机械设备焊接结构进行疲劳寿命研究的新方法。     

残余应力场中材料的疲劳行为

从平均应力和断裂力学的观战这了残余应力对材料疲劳极限影响。讨论了在残余压应力场中无限疲劳设计时疲劳极限 的确定和有限疲劳设计时疲劳寿命的预测的判据。     

虚拟疲劳分析技术在液压支架设计中的应用

对液压支架顶梁开展虚拟疲劳寿命预测研究,通过对液压支架进行虚拟疲劳强度试验及寿命预估,不但可以对现行液压支架进行剩余寿命评估,而且能有效地指导新型液压支架的开发,提高国内液压支架的设计水平,具有十分重要的理论意义和实用价值。     

设备在线整体无损探伤与部件寿命预测技术

简述了在线整体无损探伤要实现的目标；详细介绍了超声探伤的方法和步骤；提示了具有疲劳裂纹工件的残余寿命的评估公式和方法。     

焊接结构疲劳性能仿真实验研究

分析目前焊接结构的研究状况,采用断裂力学的方法,对焊接结构疲劳性能进行评估,通过求解裂纹前缘应力强度因子,确定裂纹前缘的扩展速率,从而对焊接结构进行裂纹扩展实验。建立焊接结构的疲劳裂纹模型与裂纹前缘的奇异单元模型,实现仿真实验。发现不同的初始裂纹对焊接结构的疲劳寿命有着不同的影响,形状比大的裂纹扩展相对较快;应力强度因子随着裂纹的扩展有逐渐变大的趋势,但是变化逐渐缓慢。     

钻柱腐蚀疲劳寿命评价和影响因素分析

油气钻井过程中钻柱受力复杂,容易发生断裂情况,根据现场情况评价钻柱腐蚀疲劳寿命可以为钻柱安全使用提供依据。从现场实用角度,通过轴向力、循环应力和疲劳极限的计算,对比了基于疲劳系数、寿命百分数和旋转计数的钻柱疲劳评价方法,并考虑了腐蚀的影响。分析结果表明,当在严重狗腿度的井段钻进时,弯曲应力和屈曲增加将加快钻柱疲劳失效;当对应的机械钻速降低、转速增加时,钻柱的剩余使用寿命将进一步降低;当发生较严重的腐蚀时,钻柱剩余使用寿命将迅速降低。在高抗拉井段和狗腿度变化大的井段的钻柱应定期倒换使用,以保障现场钻具安全规范使用。     

螺旋式煤炭采样装置螺旋钻杆疲劳强度分析

 研究了螺旋式煤炭采样装置原理,建立了采样装置结构模型。针对采样装置中的螺旋钻杆建立了有限元模型,并将模型在ANSYS中作了虚拟疲劳仿真分析,得到了该螺旋钻杆的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。从而可以快速判断该零件的受力、可靠性及疲劳寿命等情况, 为进一步对类似螺旋钻杆的设计和结构优化提供了相关的参考依据,并且对预测目前服役中螺旋钻杆的剩余寿命有着重要的作用。     

基于随机点过程的钢丝绳寿命预测及更换决策的研究

给出了钢丝绳断丝的随机点过程建模方法，提出了钢丝绳条件剩余寿命率的概念，基于非齐次泊松过程，给出了钢丝绳剩余寿命的预测方法，并将其与常规的趋势预测法进行了比较，给出了钢丝绳最佳更换期的递推公式及实例。     

地下结构剩余寿命评估方法研究的现状和发展

本文简介地下工程结构物剩余寿命评估理论中关于剩余寿命、健全度分级与量化评定等基本内容。     

煤矿钻探用钻杆疲劳寿命预测研究

目前矿用钻杆在煤矿井下施工疲劳寿命预测困难,无报废标准和报废依据,导致煤矿井下钻杆断裂事故频发,严重影响煤矿井下勘探钻孔、瓦斯抽采钻孔、探放水钻孔的施工安全和施工进度。矿用钻杆的工况条件复杂,基于弹塑性力学无法对钻杆疲劳寿命、断裂失效原因、结构工艺的优化提高进行可靠研究;通过综合钻杆所受到转矩、弯矩、轴向力以及井壁的约束作用力等复合载荷条件建立钻杆约束模型,提出基于断裂力学和损伤力学、运用解析法和有限元分析方法对钻杆的疲劳寿命进行研究,并基于研发的钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,提出矿用钻杆疲劳寿命预测研究方法,为钻探施工和钻杆的设计提供依据。结果表明:按照现有钻杆杆体、螺纹的加工工艺,73型钻杆在转矩4 000 N·m,施工钻孔终孔直径为96 mm时,通过钻杆动态性能试验系统对钻杆的疲劳寿命进行试验,钻杆的疲劳寿命为5.32×10~5～4.78×10~5转,疲劳寿命与所建立的钻杆疲劳寿命预测模型一致,钻杆疲劳寿命最小位置在公螺纹处,杆体在受到1 mm以下划痕对钻杆整体疲劳寿命无影响。     

铸轧辊套疲劳寿命预报研究

分析了铸轧辊套的失效机理;提出了铸轧辊套疲劳寿命预报公式。通过对铝带坯铸轧辊套失效机理的分析, 得到了铸轧辊套疲劳寿命的估算公式。研究结果不仅对提高铸轧辊套使用寿命有重要意义, 而且对铸轧生产实践有重要参考价值。