含多条裂纹梁的模态与振动疲劳寿命分析

基于Paris公式,提出了一种含多条裂纹梁疲劳寿命预估的方法。在模态分析中,基于传递矩阵方法,利用无质量的弯曲弹簧等效裂纹,提出一种求解含有多条裂纹梁固有振型的方法,分析裂纹数目、裂纹位置、裂纹深度对裂纹梁固有频率的影响。在振动疲劳分析中,研究了在简谐激励作用下裂纹数目对裂纹尖端应力强度因子的影响。通过Paris疲劳裂纹扩展方程和同步分析法,考虑裂纹梁振动与裂纹扩展的相互作用,分析了裂纹数目和裂纹位置对裂纹梁疲劳寿命的影响。结果表明,裂纹数量、裂纹位置和深度对梁的模态参数和疲劳寿命有重要影响。     

模态分析方法在汽车排气系统振动研究中的应用

汽车排气系统的振动和噪声对汽车舒适性和排气系统寿命都有很大影响。汽车排气系统为多自由度复杂系统,传统方法很难对其振动特性进行分析。为解决此问题,引入了模态分析方法,建立了汽车排气系统精细的有限元模型,对有限元模型进行频率范围在0～150Hz内的边界约束状态下的模态分析,获得其在150 Hz以内的各阶固有频率及其所对应的振型图,并根据结果对该排气系统进行振动特性分析。     

某型机载模块的随机振动疲劳分析

为研究随机振动条件下某型机载模块的疲劳特性,推导了功率谱密度下结构振动疲劳寿命的一般表达式,并利用高斯三区间法对其进行了简化,同时考虑了振动试验中随机信号削波处理对应力幅值概率分布的影响。随后通过有限元仿真,分析了结构振动疲劳破坏与模态振型的关系,获得了给定振动条件下疲劳危险位置的动态响应,最终给出了模块的振动疲劳寿命。计算得到的机载模块疲劳寿命和失效位置与耐久试验结果符合较好。     

疲劳振动试验台的模态与谐响应分析

通过建立疲劳振动试验台基础件的有限元模型,进行模态分析,由分析结果对试验台的结构进行了优化.在得到优化后模型固有特性的基础上进行了谐响应分析,得到试验台的固有特性和在不同载荷作用下的响应.通过在ANSYS中建立实体模型和划分网格,接着进行模态分析和谐响应分析.主要分析了加栽位置以及阻尼对系统位移响应的影响.通过计算结果分析,得出了一些有价值的结论,为进行疲劳振动测试的工程技术人员提供参考.     

轮轨激励对高速列车轴装制动盘热-机耦合疲劳分析

为研究轮轨激励对高速列车轴装制动盘热-机耦合疲劳影响,建立高速列车制动盘动力学模型和三维瞬态热-机耦合有限元模型,对紧急制动工况下轴装制动盘振动特性和热-机耦合特性进行计算分析。结果表明,高速列车制动盘在垂向上的振动加速度值最大,横向上最小,且振动形式以制动抖动为主,在0～100 Hz范围抖动最剧烈;与无轮轨激励工况相比,有轮轨激励的轴装制动盘表面温度升高得既快又高,在散热时,温度下降也更快;摩擦面总体呈现三个环状温度分布,在摩擦半径中心处制动盘表面温度比两侧温度高,在三个不同的摩擦半径上,温度呈现梯度分布;有、无轮轨激励工况下制动盘表面的疲劳损伤和疲劳寿命的分布云图与制动盘表面的温度场分布情况基本一致,且热应力越大制动盘表面的疲劳损伤越严重,疲劳寿命越短。     

点焊结构在随机振动环境下的疲劳寿命研究

在叙述振动疲劳寿命频域法中的Dirlik方法的基础上,根据模态试验修正有限元模型,采用有限元方法对点焊结构进行随机振动疲劳寿命预测。分析了不同PSD谱型对随机振动疲劳寿命的影响。结果表明:同一振动量级下,处于第1阶固有频率段的PSD幅值增加,随机振动疲劳寿命呈现明显下降趋势;在白噪声加速度功率谱作用下,功率谱密度幅值保持不变的条件下,随着带宽的增加,随机振动寿命呈现减小趋势,第1阶模态频率与第2阶模态频率间的非共振区频率段对随机振动疲劳寿命的影响是不可忽略。     

电机牵引振动对地铁转向架构架疲劳的影响

地铁转向架构架在其服役期内发生失效，且部分位于电机安装座附近，表明传统抗疲劳设计中，电机振动等部分特殊载荷被忽视或错误理解，导致构架局部疲劳强度的不足。为研究电机牵引振动对构架疲劳寿命的影响规律，以某地铁车辆转向架构架为案例。首先，建立了构架有限元模型，并通过实验模态分析验证了模型的准确性；其次，通过扫频计算，分析了电机振动激励下的构架局部动应力响应特性，并获得电机振动加速度与动应力响应的传递关系；最后，以某线路实测的电机振动加速度信号作为输入，通过求解构架疲劳薄弱区域的动应力响应功率谱密度，对比分析了牵引工况与惰行工况时的电机振动对构架疲劳寿命的影响。结果表明：此分析案例中，电机激励下的振动能量主要集中于第6、第7阶模态，分别受电机横向、垂向振动所激起，对构架的疲劳损伤贡献较大。相比于惰行工况，牵引工况下的构架关键位置的疲劳寿命大幅减少，提出地铁构架设计需要充分考虑电机牵引振动对疲劳寿命影响的重要性。     

镁合金冷却叶轮的动态特性分析

使用ANSYS7．0软件对镁合金冷却叶轮替代铝合金冷却叶轮进行动态特性的有限元分析。计算叶轮在工作转速和极限转速两种情况下的应力分布状况,进行强度校核和疲劳寿命计算;通过振动模态分析,得到叶轮的固有频率和固有振犁等主要模态参数。计算结果表明,用镁合金替代铝合金,不仅可以减轻冷却叶轮的总体重量,还可以提高安全系数,延长零件寿命,改善叶轮的振动性能。     

热应力对机翼结构固有频率的影响分析

研究了热应力对飞行器机翼结构固有频率的影响。用ANSYS建立机翼结构有限元模型,计算了均匀温度场、非均匀温度场和非均匀可变温度场条件下的结构热应力分布和振动模态。根据固有振动的结构变形,分析了热应力对固有频率的影响效应。研究结果表明,热环境下机翼结构因材料属性的退化导致固有频率下降,但对于振型节线处于翼面内部的振动模态,附加热应力刚度矩阵在结构总刚度矩阵变化中起主导作用,使该阶固有频率增大。     

基于有限元方法的汽车排气系统模态分析

汽车排气系统的NVH性能对整车的舒适性以及排气系统的寿命都有很大影响。汽车排气系统是一个多自由度的复杂系统,用传统方法很难分析计算其振动特性。为解决此问题,引入了模态分析方法,首先根据排气系统的实际数据建立合理的简化三维模型,然后将模型导入有限元分析软件中,分析其一定频率范围内的边界约束状态下的模态,得出模型的各阶固有频率值及其相对应的振型图,最终根据结果对此排气系统进行振动特性分析。     

摩托车排气系统疲劳寿命研究

疲劳破坏是导致摩托车发生结构破坏事故的主要原因之一,疲劳寿命是评价摩托车零部件质量的一个重要指标。以某摩托车排气系统为研究对象,通过摩托车实车振动试验获得排气系统支架上相应位置加速度信号,并基于实物模型获得其结构和性能参数。建立摩托车排气系统三维模型;对排气系统应力分布进行分析;最后运用Miner线性疲劳累积损伤理论对排气系统进行疲劳分析。通过耐久性试验验证疲劳分析结果,并对结构加以优化使排气系统疲劳寿命满足设计要求。     

轿车排气系统一维数值模型简化及模态实验验证

对排气组件进行简化,建立排气系统一维梁振动模型,并进行整车NVH(noise,vibration and harshness)性能的数值和实验模态分析.研究结果显示,排气组件简化合理,排气系统一维模型可以较准确地描述排气系统的动力学特性,模型可用于排气系统的优化及疲劳特性预测.     

基于有限元的空调管路振动分析

空调室外机管路在工作时会产生相应的振动,管路在长期振动下容易断裂导致冷媒的泄漏。为了解管路的固有特性,本文对压缩机管路模型进行了模态分析,并研究了在改变回气管和排气管的结构下,压缩机管路系统固有频率的相应变化值。通过分析可知,排气管结构的改变对压缩机管路系统固有频率值的影响较为明显,达到了减振和避振的目的。     

某轻型载货车尿素箱支架振动特性分析及其优化

为了验证某轻型载货车尿素箱支架的振动特性是否符合工程设计要求,首先建立尿素箱支架有限元模型,对其进行模态性能分析,分析结构表明其前三阶固有频率处于发动机激励频率范围之外,能够满足模态性能要求.然后采集车架纵梁端的时域振动加速度,并且基于功率谱密度对其进行振动疲劳分析,分析结果表明该尿素箱支架的疲劳寿命超过实际工程要求值...     

中低速悬浮控制器与支架的疲劳寿命分析

为了确保中低速悬浮控制器和支架的疲劳寿命满足标准要求,使用ANSYS Workbench软件在2种不同支架和2种不同安装模式下进行随机振动仿真分析,确定了满足设计要求的支架结构形式和固定方式。通过振动实验对2种设计方案进行了验证。结果表明,固定模态对疲劳寿命起着决定性的作用。在六点固定模式下,设计的2个支架均能满足疲劳寿命要求。在钟摆结构的振动方向上,支架的结构形式对结构强度有很大的影响。获得了满足疲劳寿命要求的2种设计方案。     

随机振动载荷下导弹吊挂疲劳寿命分析

基于结构振动疲劳寿命分析方法,采用有限元分析软件对某型导弹吊挂在挂飞过程中承受随机振动载荷产生的疲劳破坏问题进行了研究。利用有限元软件对全弹的前3阶弯曲模态进行了分析,并和地面试验数据进行对比发现误差在15%以内,表明所建立的模型符合工程要求;其次,基于振动疲劳寿命频域法中的Dirlik雨流分布模型,采用Dirlik经验公式对导弹吊挂在耐久振动和机动抖振下的疲劳损伤和疲劳寿命进行了研究和估算。结果表明:导弹吊挂在耐久振动和机动抖振下均满足飞行寿命需求,且在机动抖振下的寿命比在耐久抖振的寿命要短。     

发动机排气歧管模态分析

振动疲劳能够引起排气歧管的失效,发动机和车身的激励频率与排气歧管的固有频率相近,会产生共振,这种共振会增大排气歧管的振动幅度,导致其加速断裂破坏;模态分析作为研究结构振动特性的常用手段,其分析的核心内容就是确定固有频率、阻尼比及振型等模态参数;本文针对排气歧管进行模态分析的目的是为了获得排气歧管的固有频率,进而能够确定引起疲劳破坏的最大激励频率,避免发动机排气歧管共振情况的发生。     

发动机水温对耐久考核强度的影响分析

发动机台架耐久试验过程中爆震频繁发生,影响发动机的运行安全,为了保护发动机和试验顺利进行,把水温从105℃改为95℃,爆震强度有较大改善。为了评估降低水温对发动机耐久考核强度的影响,本文基于瞬态温度场结果,得到整个循环下的缸盖燃烧室和排气道温度分布,并基于瞬态温度场进行低周循环下的塑性应变分析,并计算出寿命值进行对比。分析结果表明：1.这两个部件在此试验中均存在有限的寿命值,说明循环负荷试验存在低周寿命验证的作用;2.水温降低后,缸盖燃烧室和排气道的寿命值并未降低,反而有所增加,说明对热机疲劳的考核强度未减弱。     

非金属类桩基材料的ZWICK高频振动力学实验研究

从岩石强度理论及疲劳振动理论的基本原理出发,将高频振动实验方法引入非金属类桩基材料的疲劳损伤力学研究领域.在ZWICK-100HFP5100高频振动实验机上,对花岗岩、C30混凝土等非金属材料进行单轴压缩试验、高频振动疲劳试验,描述该类材料在稳定状态下的循环应力应变特性;通过实验研究载荷幅值与振动频率对材料特性的影响,研究平均载荷与动载荷振幅比值对材料疲劳强度曲线的影响,以及该类材料的S-N曲线和疲劳寿命以及疲劳强度阈值等问题.     

热镀锌沉没辊装置振动固有特性影响因素研究

为研究沉没辊装置振动固有特性的影响因素,采用有限元技术,开展了沉没辊装置的湿模态和预应力模态分析,分别研究了流体密度、带钢断面及其张力等因素对沉没辊装置振动频率的影响程度及规律,并分析造成频率差异的原因。结果表明:沉没辊装置在锌液中振动时的频率比在空气中减小24.4%~58.8%,且频率随着流体密度的减小而增大;沉没辊装置在带钢断面及其张力等预应力作用下的固有特性影响很小,但一些具有不对称性的振型会减少轴承的工作寿命。