用断裂力学理论预估负重轮疲劳寿命

在分析负重轮破坏机理的基础上,用断裂力学疲劳破坏的数学模型和疲劳寿命预估方法,对负重轮进行了疲劳寿命预估,并对结果进行了实验验证.验证表明,断裂力学的疲劳寿命预估方法用于负重轮的疲劳破坏有一定实用价值和理论参考价值.     

某发射装置导轨振动疲劳寿命预估

导轨是轨式发射装置的重要承力部件,与导弹的安全挂载及发射密切相关,为了确保在全寿命周期的可靠工作,必须确定其振动疲劳寿命。研究了基于功率谱密度的频域分析方法的基本理论,通过物理仿真与理论计算相结合的方法得出导轨振动疲劳寿命,计算结果完全满足试验规定值,验证了导轨设计的合理性。     

车轮动态径向疲劳寿命预测

为解决汽车车轮安全使用性能和寿命要求的问题,对车轮动态径向疲劳寿命进行预测。建立车轮在径向 疲劳试验工况下的有限元模型,通过施加呈余弦函数分布的径向载荷,结合车轮的动态特性,运用nCode DesignLife 软件对其进行疲劳分析,预测车轮在径向疲劳实验时的疲劳寿命。研究结果表明：车轮的轮辐中部、内轮缘、轮辋 内胎圈座处和轮辋内侧是疲劳损伤的主要部位,可为车轮结构的进一步优化提供依据。     

基于随机有限元的车辆扭力轴疲劳寿命预测

采用随机有限元法预测车辆扭力轴的寿命,对车辆训练中扭力轴的工作环境进行分析,建立扭力轴的随机有限元模型,运用Matlab对扭力轴所受的载荷谱进行编制,将确定型有限元分析软件ANSYS与随机有限元相结合,得出扭力轴的应力分布函数,利用S—N曲线计算扭力轴的疲劳寿命,提出新的更换周期。     

随机振动载荷下发射装置尾罩疲劳寿命分析

针对发射装置尾罩在随机振动试验中可能存在的疲劳破坏问题,采用有限元法对其随机振动疲劳寿命进行了预计。分析了频率响应,得到结构的应力传递函数。结合5A06铝合金的S-N曲线和加速度PSD激励,采用Dirlik法计算了尾罩随机振动疲劳寿命,结果满足随机振动试验的考核要求。     

疲劳寿命预测概况

本文对疲劳寿命预测的基本方法及研究动态作了简要综述。说明了针对不同的工程结构或零部件需要选取不同寿命预测方法的重要性。     

基于ABAQUS有限元分析的输送管疲劳寿命优化设计

采用有限元分析软件ABAQUS/Standard分析薄壁输送管传感器接管嘴与网套波纹管结构形式对输送管疲劳寿命的影响。仿真结果表明,将输送管传感器接头布置在靠近发动机端,有利于降低管接头处的振动响应,从而提高管接头的疲劳寿命;网套波纹管的局部结构对输送管的疲劳寿命有较大影响,通过优化局部结构,疲劳寿命明显提高,并经过了试验验证。     

特种设备钢丝绳的应力和疲劳寿命仿真分析

为分析钢丝绳在提升工作过程中绳上的应力分布和疲劳失效情况,以某型特种设备用6× 36 WS钢丝绳为研究对象,对钢丝绳在轴向拉伸和绕滑轮弯曲状态下的应力和疲劳寿命进行了仿真研究。建立钢丝绳的有限元模型,仿真分析了其在轴向拉伸和绕滑轮弯曲状态下的应力分布情况;进行钢丝的疲劳试验,得到了钢丝疲劳寿命数据;根据钢丝疲劳数据和钢丝绳有限元分析结果,依据Miner线性累积损伤理论进行了钢丝绳的疲劳寿命仿真分析。结果表明：钢丝绳在相邻钢丝接触区域、相邻绳股接触区域以及钢丝绳与滑轮接触区域应力较大,应力越大的部位,最先发生疲劳失效,疲劳寿命越小。     

微面后驱动桥半轴滚动轴承疲劳寿命分析

建立了某微面后驱动桥滚动轴承有限元三维分析模型,推导计算了半轴轴承的载荷,在对模型合理加载的条件下,采用ANSYS软件对滚动轴承的接触应力进行了分析计算,并在此基础上进一步计算了轴承的疲劳寿命.计算结果与台架试验结果具有较好的一致性,表明建立的模型正确、合理,且计算结果可以为半轴滚动轴承结构优化提供参考.     

某空空导弹发动机装药挂飞振动疲劳寿命分析

挂飞振动是空空导弹最重要环境因素之一,研究发动机挂飞疲劳寿命对掌握其环境使用边界具有重要意义.文中利用谐波叠加法模拟发动机所受时域随机振动载荷,结合有限元软件进行了挂飞振动动态模拟,获得了某型发动机应力变化规律.在此基础上,利用雨流计数法统计了该发动机装药危险位置应力循环信息,依据Miner疲劳累积损伤理论预估了该发动机装药挂飞振动疲劳寿命,最后对发动机装药挂飞寿命与推进剂疲劳极限关系进行了分析.     

基于频响函数灵敏度分析的鱼雷模型有限元模型修正

引入试验和有限元模型的频响函数形状和幅值相关系数,推导了频响函数相关系数的灵敏度分析方程,建立了鱼雷模型的结构有限元模型,利用少量试验数据,对初始有限元模型的壳体厚度、弹性模量等参数进行修正,修正后的频响函数相关系数明显提高。鱼雷模型的模态试验结果表明,有限元模型修正后的固有频率计算与试验结果的相对误差小于1.5%,为鱼雷模型振动传递、水下声辐射预报的准确性奠定了基础。     

基于概率功能度量的疲劳可靠寿命分析方法

在分析疲劳寿命工程常用预计方法的基础上,引入功能度量法,建立疲劳可靠寿命模型,提出可靠寿命计算、灵敏度分析方法。该方法将可靠寿命的计算问题转换为一个球面约束的优化问题,只需进行一次概率功能度量的求解即可获得可靠寿命;利用计算过程的中间量,导出了可靠寿命对随机变量均值、标准差以及确定量的灵敏度计算公式。通过对某型车辆扭力轴的可靠寿命分析,证明基于概率功能度量的疲劳可靠寿命预计方法具有较好的效率和精度,灵敏度结果有效地反映出各变量对疲劳可靠寿命的影响程度。     

基于协同仿真的传动箱齿轮疲劳寿命预测方法

复杂部件的疲劳寿命预测一直是结构抗疲劳设计和装备维修保障的研究重点。将计算机辅助工程(CAE)技术引入到武器装备领域中,对协同仿真技术在武器装备领域中的应用作了深入探讨,构建了传动箱被动齿轮寿命预测的协同仿真平台,通过4种商务软件的集成,对传动箱齿轮的疲劳寿命进行了预测。     

某自动步枪闭锁机构强度寿命分析

为寻求一种有效而准确的寿命计算方法,以某自动步枪为例,对其闭锁机构强度寿命进行分析。利用 ABAQUS 有限元软件对闭锁机构进行分析,运用雨流计数法对所得数据进行处理,并采用循环应力应变曲线方程和 修正的诺伯法计算出局部应力应变,根据疲劳损伤定律和Miner 线性疲劳累积损伤理论对枪械闭锁机构疲劳寿命进 行计算。研究结果表明：该方法能够节省枪械机构在研制过程中的经费和试验时间,与现有方法相比,能得到更为 准确的预测结果,对研究自动步枪闭锁机构强度寿命有一定的参考价值。     

某四旋翼飞行器机架的模态分析

为了避免某四旋翼飞行器在执行任务过程中产生共振,对真实机架结构进行了建模,用有限元软件Workbench进行模态分析.通过提取机架的7～12阶固有模态,发现旋翼机的激振频率可有效避开其固有频率.结果表明,该方法可有效避免共振,增加飞行器任务执行的作业量及有效率,为该飞行器的设计、改进及其研究提出参考意见.     

基于蒙特卡洛模拟的身管疲劳寿命加速试验与分析

为解决身管疲劳寿命试验时间长、费用高等问题,提出对身管进行加速寿命试验。基于蒙特卡洛方法对身管疲劳寿命的加速试验进行模拟,得到身管疲劳寿命的分布规律,同时对加速试验的基本假设进行验证,并估计出加速模型的参数。研究表明,身管的疲劳寿命在不同加速应力水平下均服从对数正态分布,加速因子与应力水平呈指数关系,通过加速模型估计的正常应力水平下身管疲劳寿命值与试验值之间的误差较小,验证了身管疲劳寿命加速试验的可行性。该研究为今后开展身管疲劳寿命的加速试验以估计身管疲劳寿命提供了一种理论方法。     

装甲车体疲劳裂纹扩展寿命预测方法研究

以多体动力学和线弹性断裂力学为理论基础,基于虚拟样机技术,通过建立履带式装甲车辆的刚柔耦合模型并对其进行虚拟试验测试,获得车体薄弱部位的应力谱数据;结合裂纹形状尺寸及材料的断裂特性,预测出了车体裂纹从初始长度扩展至一定长度所经历的寿命里程,从而提出了一种比较实用的预测装甲车体疲劳裂纹扩展寿命的技术方法。