基于载荷时间历程的休闲椅机械装置的疲劳分析

针对休闲椅在使用过程中的疲劳损坏问题,结合人机工程学理论设计了一款休闲椅,并建立了三维模型。对休闲椅的疲劳寿命分析的方法进行了归纳,提出了一种基于时间历程载荷的休闲椅疲劳寿命分析方法:根据QB/T 4191-2011标准在ANSYS中进行瞬态力学分析,找出了机械装置中应力较大的杆件;之后在虚拟样机中进行了运动学仿真,校验模型,得出了危险杆件的载荷-时间历程;联合ANSYS和Design Life对危险杆件进行了疲劳寿命分析;最后,制作样机并进行了测试。分析结果表明:测试结果与疲劳分析的结果相符,也验证了该分析方法的准确性,为相关研究分析提供了参考。     

总裁椅用搁脚机构设计及其力学性能研究

针对客户需求,依据人机工程学原理设计了一款总裁椅用搁脚机构。运用Adams软件对建立的三维模型进行运动学仿真,验证了机构的运动特性,基于AWE环境对机构进行有限元分析,校核了结构的强度和刚度,在实物样机的基础上进行力学性能测试。结果表明,设计的搁脚机构满足人机尺寸要求和运动平稳性要求,结构的静强度、疲劳强度和刚度符合BIFMA测试标准,试验研究结果与有限元分析结果相符合。     

电动沙发八杆搁脚机构优化设计

针对电动沙发八杆搁脚机构运行过程中存在的平稳性较差问题,对搁脚杆系运动过程中的速度及传动角变化进行了研究。为提高搁脚机构杆件运动速度的平稳性,采用杆系运动学理论建立了八杆搁脚机构各运动杆件的位置、速度方程,通过Matlab运行了理论模型,然后与Adams中的运动仿真分析进行了对比,评价了理论模型的正确性;在理论模型的基础上,采用了遗传算法作为优化算法,以搁脚机构运行过程中速度的平稳性即速度波动性最小为目标,对搁脚机构的杆件尺寸进行了优化;将优化前后的模型参数输入到Adams中仿真分析并进行了比较,分析了优化结果。研究结果表明:优化后搁脚机构的速度平稳性得到了提升,同时搁脚机构的传动角也得到了相应的增加。     

掘进机回转台动态可靠性与疲劳寿命分析

作为掘进机关键零件的回转台,其性能对掘进机的工作效率及动态可靠性有重大影响。以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立以回转台为模态中性文件的掘进机刚柔耦合虚拟样机模型;结合实际工况,基于项目组开发的"掘进机载荷计算程序"计算获得了截割头的载荷文件,通过Adams仿真得到了回转台的应力与应变云图;基于Adams的仿真结果,利用NSOFT软件和可靠性理论对回转台进行疲劳寿命可靠性分析,对疲劳寿命可靠度较低的10个区域进行优化,使回转台等效应力降低了35.027%,关注区域均达到可靠工作条件,满足使用要求。     

精密冲床肘杆机构刚柔耦合模型的仿真分析

精密冲床肘杆机构是一种多杆件机构,在运动过程中各杆件均存在弹性变形。肘杆机构的杆件多,各杆件的弹性变形严重降低了冲床的线刚度指标和滑块最终的下死点精度。试图通过将机构中柔性大的构件视为柔性体,建立刚柔耦合模型,并采用该刚柔耦合模型进行ADAMS运动过程的动态仿真来分析影响肘杆传动机构刚度的关键因素,探索改善其刚度的有效措施。通过ANSYS对肘杆机构模型进行了静力学分析,寻找弹性变形最大,对运动输出精度影响最大的构件,将其视为柔性体,建立刚柔耦合模型并在ADAMS进行仿真分析,验证建立刚柔耦合模型的必要性并指导后期的拓扑优化设计。     

基于刚柔耦合的轨道车辆转向架构架疲劳分析

对某型地铁车辆转向架构架在运行使用过程中局部区域出现裂纹的问题,首先,基于固定界面模态综合法,通过构架主自由度缩减得到了该型构架柔性体模型,从而建立该型地铁车辆刚柔耦合多体动力学模型;然后,结合一种基于柔性体计算结构动应力的方法,探讨该型构架的动应力响应,得到该型构架的振动特性;最后,采用准静态应力叠加法对构架电机吊座结构进行了疲劳寿命预测。仿真结果与该型构架实际出现疲劳破坏的位置吻合,从而验证了基于刚柔耦合模型对构架进行疲劳分析方法的正确性。结果表明,利用这种方法可以在构架前期开发阶段为其疲劳寿命预测提供理论依据。     

门座起重机刚柔-机电耦合动力学研究

为了获得可信度更高的起重机动力学分析数据,提出了在刚柔耦合机械系统虚拟样机模型的基础上,综合考虑刚柔-机电耦合作用的系统建模和仿真分析方法,针对组合臂架门座起重机的变幅系统,利用ADAMS和Matlab/Simulink软件,分别建立起机械系统模型和机电传动控制系统模型,并对变幅工况进行机电一体化联合仿真,获得了速度和应力的分析数据,发现了变幅过程中动态特性受相关因素影响的真实面貌。仿真结果也证明了运用刚柔-机电耦合虚拟样机技术,可以获得与实际运行情况更为接近的载荷谱的可行性,为完成更加精确的疲劳寿命预测提供依据。     

液压模块挂车动态响应分析及车架疲劳寿命预测

针对重型液压模块挂车的动态响应特性及车架疲劳强度研究的问题,考虑车架弹性动态特征与液压悬挂系统的影响,建立了挂车刚柔耦合多体系统动力学模型。进行了不同的路面等级与车速下的运行工况对挂车系统动态响应特性的影响研究。将多体动力学仿真的结果作为疲劳分析的载荷历程,基于焊接结构疲劳分析的热点应力法,进行了车架危险部位疲劳寿命预测。在D级路面、车速为5.55m/s下的运行工况,车架危险部位的最小疲劳寿命值为18.71年大于挂车使用年限,即车架满足疲劳强度要求。     

曲轴轴系的结构强度分析与疲劳寿命估算

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,建立发动机曲轴轴系的动力学仿真模型,对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,为下一步疲劳寿命计算提供可靠的载荷条件;然后,从曲轴所受的载荷中找出三个载荷比较大的时刻,计算得到其相应时刻的应力和应变分布规律,找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态强度分析提供数据;最后,结合Ansys有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,估算连杆疲劳寿命,同时分析多级载荷加载次序对疲劳寿命的影响,为零部件的主动寿命设计提供参考数据和理论判据.     

基于ADAMS的压力机主传动系统的动态仿真分析

研究了基于SolidWorks、ANSYS和ADAMS联合仿真的关键技术;建立了压力机主传动系统的多刚体及刚柔耦合的虚拟样机模型,对其进行运动学仿真,比较了两者的差别,得出刚柔耦合模型更能反映机构的真实运动;最后对柔性体进行应力分析,为传动系统结构的优化设计提供依据.     

半挂牵引车车架的疲劳分析及结构优化

为准确复现某半挂牵引车车架铸造横梁试验场失效模式并提升结构可靠性,对典型工况静强度进行了分析;通过对比仿真结果与应力试验,验证了有限元模型准确性并发现了结构薄弱点,对结构进行了优化设计;建立了刚柔耦合的整车虚拟样机模型及试验场扭曲路面,提取了车架连接处载荷,结合惯性释放的方法完成了两种方案车架疲劳寿命计算,并进行了两种方案扭转疲劳台架试验。结果表明：改进方案在典型工况静强度、基于扭曲路面的虚拟疲劳寿命及基于台架试验的扭转疲劳寿命等方面均有较大提升,验证了改进方案的有效性。     

基于MSC.fatigue的某微客横向稳定杆疲劳寿命分析

横向稳定杆是汽车独立悬架上的一个重要的安全部件,由于其长期出于交变载荷中,对其进行疲劳寿命分析就比较重要。基于刚柔耦合相关动力学理论在Adams/car中建立汽车前悬挂模型,提取极限工况下横向稳定杆的最大位移,作为横向稳定杆强度计算的输入载荷;采用Nastran SOL400对横向稳定杆进行非线性强度分析,计算出疲劳寿命分析所需要的应力输入;在MSC.fatigue中采用S-N对横向稳定杆进行疲劳寿命分析。建立了一套系统分析横向稳定杆疲劳寿命的分析方法,为其他汽车零部件的疲劳强度分析提供了参考。     

减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响

为了研究减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响,建立了扭力梁有限元模型以及刚柔耦合整车模型。通过试验采集强化路面道路载荷谱作为整车模型的输入激励,仿真得到疲劳寿命分析所需文件,利用模态应力恢复法对扭力梁进行疲劳寿命分析,并通过扭力梁耐久性台架试验证明了仿真模型与疲劳寿命分析方法的准确性。仿真得到了不同阻尼系数下的扭力梁疲劳寿命分布云图以及最小疲劳寿命循环数,分析结果总结出了减振器阻尼大小对扭力梁本体疲劳寿命的影响规律。     

基于刚柔耦合的无油涡旋压缩机小曲拐动力特性分析

为了研究无油涡旋压缩机小曲拐的动力特性问题,对涡旋压缩机的机构模型进行了简单分析,基于柔性化理论,利用Solid Works建立涡旋压缩机的三维模型,联合Ansys与Adams建立了涡旋压缩机小曲拐的刚柔耦合模型,并进行了刚柔耦合仿真分析。结果表明,3个小曲拐应力最大的7个节点是相同的,且最大节点的应力应变趋势相同,符合小曲拐平面四杆机构模型;小曲拐最大变形位置在退刀槽附近。     

工程专用自卸车车架疲劳寿命分析

为了准确预测TY-2工程专用自卸车车架的疲劳寿命,提出了一种基于整车道路试验结合模态应力恢复的车架疲劳预测方法。基于有限元和试验模态分析,建立整车刚柔耦合动力学模型,并通过模型驾驶室地板加速度曲线与实车路试时采集的驾驶室地板振动加速度曲线进行对比验证了动力学模型的准确性。根据实际道路试验获得真实的激励输入,通过多体动力学仿真结合模态应力恢复理论,复现了柔性体车架所受的载荷信息。运用疲劳寿命分析方法预测了车架的疲劳寿命。结果表明该分析方法预测的疲劳寿命与工程自卸车实际情况吻合,对于车架结构的优化改进具有一定的参考价值。     

重型拖拉机液压机械无级变速器箱体疲劳寿命分析

针对重型拖拉机液压机械无级变速器（简称HMCVT）实际作业过程中由于箱体受载复杂,载荷不对称从而易发生疲劳破坏的问题。本文提出了一种基于虚拟样机技术修正材料S-N曲线对HMVCT箱体进行疲劳寿命预测的方法。利用Adams建立变速器刚柔耦合虚拟样机模型,提取HMCVT箱体各轴承孔处的动态激励。综合考虑HMCVT箱体载荷特点,结构参数,表面工艺等因素,重新拟合了箱体结构S - N曲线,根据Miner线性累计损伤理论对HMCVT箱体进行疲劳寿命预测。结果表明,结构S - N曲线较传统材料S - N曲线有较大程度的修正,HMCVT箱体危险点疲劳累计损伤量为D = 4.8353×10?8,变速箱寿命为57447 h,满足全寿命使用要求。该研究为设计及优化农机装备关键零部件时的疲劳寿命预测提供了参考。     

万向节十字轴的强度与疲劳分析

针对某一公称转矩条件下的十字轴,提出了一种有限元分析方法,建立三种不同曲率半径过渡结构下的十字轴模型,利用有限元分析软件对其进行强度分析。在多柔体系统动力学理论的基础上,对十字轴式万向联轴器虚拟样机进行刚柔耦合仿真分析,得到十字轴的载荷谱,并对十字轴进行疲劳分析。仿真结果表明适度增大过渡结构的曲率半径可以提高十字轴强度并延长十字轴寿命。     

办公休闲椅折叠式搁脚机构的开发

针对客户需求,设计了一款用于办公休闲椅的折叠式搁脚机构,通过有限元分析,对其结构进行了优化,样机测试结果表明符合客户要求。     

大型水陆两栖飞机起落架疲劳寿命分析与优化

以疲劳寿命分析理论成果为指导,对大型水陆两栖飞机主起落架进行疲劳寿命计算分析与结构优化研究。通过Hypermesh进行模型有限元前处理,在NASTRAN中计算应力分布结果,利用NcodeDesignlife研究起落架整体结构件疲劳寿命;通过LMS Virtual．Lab建立前起落架刚柔耦合模型,得到各个零部件连接部位节点力,从而完成对各个零部件的独立建模分析计算;基于疲劳寿命的结构优化技术,以Optistruct为工具对起落架疲劳寿命薄弱部位进行形状优化,使得疲劳寿命进一步提高。     

基于MSC.fatigue的大型抓斗挖泥机臂架结构疲劳寿命分析

采用有限元软件Ansys和专业疲劳分析软件MSC.fatigue,就大型挖泥机臂架结构进行全寿命疲劳分析,运用Ansys中的MPC多点接触建立梁单元和板单元的混合模型,并导入MSC.fatigue中进行疲劳寿命计算,计算结果表明,臂架结构疲劳寿命满足设计使用年限要求,对该类型工程船舶机械的寿命分析具有指导意义。