某电子设备随机振动疲劳寿命仿真分析

文中分析了某电子设备疲劳寿命.首先,通过ANSYS随机振动的功率谱密度(Power SpectralDensity,PSD)分析得出设备的1σ应力分布;然后,利用高斯三区间法和Miner累积损伤定律得出了疲劳失效部位预估.仿真结论与后续的试验结果较一致,证实了此方法在电子设备的疲劳寿命分析领域有一定实践指导价值.     

基于PSD法的电动轮自卸车车架随机振动疲劳寿命预测

针对国产首台载重达300 t的电动轮自卸车车架疲劳性能是否满足设计要求而开展数值分析研究,拟通过寿命预测评估车架疲劳可靠性。首先在MSC.Nastran中对车架进行模态和频率响应分析,获得模态中性文件和输入与结构应力之间的传递函数;再次,借助ADAMS建立整车刚柔耦合多体动力学模型,进行整车C级路面动力学仿真分析,输出车架随机载荷时间历程,并通过傅里叶变换计算其功率谱密度函数(PSD);最后,根据车架材料SN曲线,利用MSC.Fatigue中的Vibration模块进行振动疲劳寿命分析,得到车架危险点的寿命值满足设计要求,从而为后续开展车架可靠性设计和结构优化提供参考依据。     

客车骨架结构的随机振动疲劳分析

运用ANSYS对客车骨架进行随机振动分析,获得结构随机振动响应过程的各种统计参数。并利用随机振动得到的响应参数,按照Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法进行ANSYS随机疲劳计算的具体过程进行了介绍。     

基于频域的车载污物箱随机振动疲劳寿命仿真

以某一车载污物箱为例,详细地介绍了基于频域的随机振动疲劳仿真技术理论及实现过程:即首先对结构进行频域响应计算,得到结构的传递函数,再将此传递函数与输入的功率谱相乘,获得结构的应力功率谱密度,再结合材料参数,选择合适的疲劳损伤模型,利用频域法计算结构的疲劳寿命。频域方法计算简单,不需要循环计数,因此,采用功率谱密度法估算结构疲劳寿命的方法具有很强的工程实用价值,受到了广泛重视。     

7140型客车车架随机振动特性及疲劳强度分析

通过建立7140客车车架的有限元模型,进行模态分析,得到车架的固有频率。采用模态叠加法计算车架在路面随机激励作用下车架的应力、车架位移随频率变化曲线及随机振动激励下最大振幅处的位移、速度、加速度响应曲线,分析掌握了车架的动态特性。并根据求解结果对车架进行了随机疲劳强度计算。为车架的改进优化提供理论参考依据。     

某重型自卸车不同工况下车架的疲劳寿命分析

为研究某重型电动轮自卸车车架疲劳寿命,根据其实际作业情况,采用惯性释放法对车架进行了各工况的有限元静力学分析。在此基础上通过准静态应力分析获得了车架关键部位应力响应因子,结合车架材料的S-N曲线。根据线性累积损伤理论及各工况载荷比重对车架进行了全寿命分析,并估算了车架总的疲劳寿命。结果表明:各工况的最大应力均未超出车架材料的屈服极限,应力的仿真数值和试验值误差在12%内,满足静强度要求。满载状态下车架的疲劳寿命大于16 814 h,基本能满足使用寿命要求。     

矿用车车架的疲劳寿命预测

为了得到矿用车车架的疲劳寿命,在有限元分析软件Ansys中建立车架的有限元模型,利用六面体单元对模型进行网格划分。经过有限元分析,得到车架在不同工况条件下的应力仿真数据,并与试验测得的应力值进行对比,得出误差在10%以内,从而验证所建模型的准确性。据此建立整车动力学仿真模型,根据自卸车在工作时的真实路况,采用随机不平路面作为输入,同时根据车架材料的S-N曲线,使用Ncode软件得到车架的疲劳寿命范围,从而验证车架是否满足工作需求。     

某商用车车架台架疲劳寿命预测与提升

新开发商用车车架进行扭转台架疲劳试验时,第三横梁与纵梁连接处焊缝开裂,不满足车架循环次数20万次寿命要求;需要采用有限元法模拟车架扭转疲劳台架试验,以找出焊缝开裂原因并提出改进方案,比较不同焊缝建模方法计算所得车架扭转台架疲劳寿命,确定与台架试验结果吻合的焊缝建模方法;对车架焊缝开裂风险位置进行结构优化设计,提升纵梁横梁接头强度,先用有限元方法验证车架优化方案满足寿命要求后,再将优化后的车架进行台架试验,车架未发生开裂。应用有限元方法预测台架疲劳耐久寿命,可以找出焊缝开裂原因并快速验证优化方案,缩短产品开发周期。     

基于灵敏度分析的车架轻量化及疲劳寿命估算

针对汽车车架轻量化设计要求,建立了车架刚度灵敏度、模态频率灵敏度以及静/动态结构响应的综合权重灵敏度分析模型,对车架进行了全寿命、裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命的分析,所作分析与车架的拓扑优化设计及性能分析一起形成了完整的车架数字化设计性能分析体系。     

基于Ansys二次开发的随机振动疲劳寿命可视化程序开发

为解决现有随机振动分析中存在的结构各节点的振动频率计算、三个方向振动结果的叠加、全域可视化显示等问题,进行了基于Ansys软件的二次程序开发。通过程序在某变流装置中的应用,表明了二次开发的程序可以更加快速、全面、有效地进行虚拟样机的疲劳寿命分析,为产品结构的优化设计提供理论指导。     

基于样本法的某型飞机救生机构振动疲劳寿命估算

利用样本法对某型飞机救生机构的振动疲劳寿命估算过程进行了探讨,给出了具体的演算步骤,得到了该机构的振动疲劳寿命,并将其与试验结果进行了对比。结果表明:采用样本法获得的预测结果与试验值一致,二者的相对误差为7.02%,验证了救生机构振动疲劳寿命估算结果的准确性和样本法的有效性。     

随机疲劳分析在机载设备疲劳寿命预测中的应用

提出采用宽带随机振动疲劳寿命数值分析方法在产品设计阶段预测其宽带随机振动疲劳寿命来保证设计方案的首次成功率，并以在宽带随机振动环境下工作的某产品的疲劳寿命设计为例，阐述了整个随机振动疲劳数值仿真分析流程，得到了与试验相吻合的仿真结果，证明了在设计阶段预测产品的疲劳寿命并进行优化是可行的。     

宽带随机振动疲劳寿命的频域分析与试验对比研究

介绍了几种常见的宽带随机振动疲劳寿命频域估算方法,包括P.H.Wirsching窄带假设法,Dirlik法,Bi-modal法和简化的Bi-modal法等。并专门设计若干组具有明显双模态响应的悬臂梁随机振动疲劳试验,通过采集到的应变数据获得应力数据,采用上面介绍的各种频域估算方法估算试件的振动疲劳寿命,并与试验寿命比较,以此验证各种频域估算方法的适用性和估算精度。     

某特种车辆车架的随机振动分析

以某特种车辆车架为研究对象,分析了车架在外界随机振动下的动态响应.给出了模态分析和随机振动分析理论及方法,建立了车架有限元分析模型,进行了模态和随机振动分析,获得了车架的固有频率,振型及其特定工况下振动最大处的位移频率响应谱曲线,并为结构的后续改进优化设计和新产品的开发提供了理论依据.     

基于联合概率密度的随机声疲劳寿命估算方法

针对燃烧室火焰筒结构随机声疲劳问题,根据有限带宽高斯白噪声载荷作用下结构振动响应功率谱密度得到雨流循环均值-幅值条件概率的计算式,结合雨流循环幅值概率密度Dirlik经验公式推导出雨流循环均值-幅值联合概率密度函数,克服了在疲劳寿命估算中只考虑幅值、忽略雨流循环均值影响的局限性。根据Miner线性累积损伤理论,运用获得的联合概率密度函数建立声疲劳寿命的估算方法。以某型航空发动机燃烧室火焰筒结构为例,利用耦合的有限元和边界元方法进行振动响应计算分析。基于应力响应结果,运用提出的方法对火焰筒结构进行疲劳寿命估算,并分析不同声压级的声载荷对火焰筒结构疲劳寿命的影响。研究表明,该方法对航空薄壁结构声疲劳寿命分析具有适用性。     

基于功率谱密度的疲劳寿命估算

利用随机振动理论、强度理论和Miner线性累积损伤模型,获得窄带随机振动下基于功率谱密度(P．S．D)的构件疲劳寿命估算公式。根据P．H．Wirsching对不同P．S．D形状修正结果以及Dirlik的经验估计方法,建立了适用于宽带随机振动构件的疲劳寿命估算公式。该寿命估算公式不需要对变幅应力进行循环计数。讨论了局部危险部位应力功率谱密度获取的常用方法。研究了用经验方法确定构件的p-s-N曲线。用寿命估算公式对某构件进行了寿命预测。     

随机振动环境下结构的寿命预估

结构的寿命预估是现代结构设计应该考虑的一项内容。本文利用ANSYS有限元分析软件对设计结构在随机振动环境下的响应进行了计算,得到结构1σ、2σ、3σVon Mises最大应力,利用材料的S-N曲线,并根据Steinberg提出结构在随机载荷作用下的响应是基于高斯分布和Miner提出的线性疲劳累积损伤理论对设计的结构在给定随机振动环境下的寿命进行预估。有限元计算分析过程中,为得到较精确的计算结果,先利用模态试验结果对结构进行动力学修正。     

阶梯式半挂车车架疲劳寿命预测

根据某阶梯式半挂车车架的结构特点,建立了其有限元模型,通过分析得到车架静态应力分布;基于半挂车多体动力学模型,以H级路面的路面载荷作为边界条件进行动力学分析得到车架载荷谱。以上述分析数据为依据,综合考虑影响半挂车车架疲劳特性的主要因素,采用多轴临界面法Brown-Miller疲劳损伤平均应力修正模型预测了半挂车车架的多轴疲劳寿命,得到其疲劳薄弱部分,为结构和工艺优化提供参考。     

考虑疲劳寿命的某中型商用车车架轻量化设计

为提升某国产商用车车架可靠性、经济性设计水平,对其进行抗疲劳轻量化仿真研究。首先基于多体动力学软件ADAMS/Car建立整车刚柔耦合装配,模拟整车满载时在B级路面以50km/h速度行驶的工况,提取车架与悬架连接处的载荷-时间历程,结合惯性释放法得到的单位载荷下的应力响应,基于车架材料的S-N曲线对疲劳寿命进行预测;分析结果表明:车架疲劳寿命为62.99×10^4km,符合国家《机动车强制报废标准规定》关于中型商用车安全行驶里程为60×10^4 km的要求。其次结合Morris全局灵敏度分析进行商用车车架疲劳寿命显著因子的筛选。最后基于最优拉丁超立方法进行实验设计,Kriging近似模型进行拟合,ASA自适应模拟退火算法进行优化,使商用车车架在满足《机动车强制报废标准规定》疲劳寿命的基础上减轻其质量,达到轻量化的目标。