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。     

ANSYS在钢架结构随机振动分析中的应用

ANSYS有限元分析软件在钢架结构力学分析中正在被广泛地使用，而且由于其分析速度快、精度高而成为当今有限元分析的主流软件。本文以一种典型的屋架钢结构为例，说明了ANSYS在随机振动分析中的应用，对有限元力学模型的建立提出了自己的见解，并对后处理结果进行了简要分析，最后给出了随机疲劳计算过程。     

机械抖动激光陀螺的随机振动响应分析

对机抖激光陀螺进行了随机振动响应分析,以考察其承受动力学环境的能力。介绍了基础激励下结构随机振动响应的分析方法,利用有限元分析软件ANSYS建立了机抖激光陀螺的有限元模型并进行了模态分析,与试验结果对比表明,计算误差＜7%,验证了模型的合理性和精确性。对机抖激光陀螺的轴向和横向随机振动激励进行了有限元计算,对轴向激励下随机振动的试验结果和有限元分析结果进行了对比,通过分析对结构加速度响应的功率谱密度等统计量,研究了随机振动试验中机抖激光陀螺结构的随机响应,指出了现有结构设计的薄弱环节,提出了改进意见,为机抖激光陀螺的研发和设计提供了参考依据。     

兰驼7Y-950三轮农用运输车机架随机振动分析

建立以板壳单元为基本单元的机架有限元计算模型,利用有限元分析软件ANSYS对其进行了随机振动分析,找出机架的危险部位,为产品改型设计提供依据。     

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。     

基于功率谱密度工程车辆驾驶室随机振动分析

路面随机振动激励对驾驶室结构具有一定的疲劳破坏作用,对驾驶室进行随机振动分析,可以分析随机振动载荷对驾驶室结构的影响。根据驾驶室受到的随机振动冲击情况,基于ANSYS驾驶室有限元模型,获得驾驶室的固有振动模态;并根据工程车辆的实际运行状况,选取空载30km/h、空载40km/h、重载20km/h和重载30km/h等四个主要工况进行随机振动分析。通过对驾驶室结构的ANSYS动力学仿真分析发现,结构最大应力产生在空载40km/h工况下,位置发生在上顶板与上斜梁的连接处。以此结果作为疲劳分析的前提,根据Q235钢的S-N曲线和疲劳累积损伤理论,利用Steinberg三区间法对驾驶室结构进行疲劳强度分析,结果可知,驾驶室结构的累积疲劳损伤度远远小于1,说明驾驶室结构满足疲劳强度要求,为此类设计研究提供参考。     

SiP器件组装焊点形态预测及其随机振动可靠性仿真研究

针对振动条件下系统级封装(System in Package,SiP)器件的振动可靠性问题,利用ANSYS软件进行随机振动仿真,并对模型进行参数校正从而获得器件的随机振动疲劳寿命.首先,采用Surface Evolver软件对鸥翼形引脚焊点形态进行预测,并将模型数据导入ANSYS中完成模型建立;进行不同载荷量级的正弦振...     

基于反求修正模型技术的装载机板焊桥壳疲劳寿命分析

以装载机板焊驱动桥壳为研究对象,首先利用反求技术对所建有限元模型的关键部位进行修正,然后运用有限元分析软件ANSYS对其进行强度分析,并将强度分析的结果导入根据名义应力法和局部应力-应变法所编制的疲劳寿命计算软件中,对装载机板焊桥壳的疲劳寿命进行求解,所得结果与桥壳疲劳寿命台架试验数据较为接近,表明通过基于反求修正模型技术的装载机板焊桥壳疲劳寿命分析方法提高了有限元分析模型的精度,增加了分析数据的可靠性。     

马铃薯中耕机机架的有限元分析及改进设计

建立了以板壳单元为基础单元的马铃薯中耕机机架有限元模型,利用大型有限元计算软件ANSYS对其进行了计算分析。结果显示,中耕机工作时机架的最大应力分布在前后梁上,前梁应力分布均匀,后梁应力波动范围较大。以计算结果为依据对中耕机机架进行了改进设计。计算分析结果对中耕机的设计和使用提供了理论支持。     

基于位移功率谱密度的车架随机振动研究

在ANSYS软件中,利用板壳单元构建了车架的有限元模型。在分析车架模态的基础上,采用模态叠加法,将A级混凝土路面位移功率谱密度作为计算客车车架随机振动的输入激励,并计算得出在位移功率谱密度下,车架σ、2σ、3σ的应力和位移分布;掌握了车架在A级混凝土路面下随机振动的动态特性,为车架结构的改进设计提供了理论依据。     

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。     

空间相机柔性减振支撑结构的优化设计

根据高分辨率空间相机性能要求,设计了一种倒圆角直梁复合组成的双脚架柔性减振支撑结构。首先,根据某卫星结构要求初步设计了相机底部支撑结构,建立了以随机响应为目标的优化设计模型。利用尺寸优化设计了双脚架结构支腿的柔性环节,得到柔性环节最小厚度为2.5mm。然后,对相机底部支撑结构进行了工程分析。分析结果表明,设计的支撑结构组件重量1.26kg,基频达到1 624Hz。最后,对空间相机底部支撑结构组件进行了随机振动试验,试验结果显示:与相机结构连接处的最大响应RMS值为21.4grms,随机响应最大相对放大率为0.93,满足空间相机支撑结构的减振要求。得到的结果验证了设计和分析的可靠性,对同类卫星相机底部支撑结构的设计具有一定的指导意义。     

机载雷达结构随机振动疲劳破坏技术研究

振动疲劳破坏潜在巨大威胁,是航空结构破坏的一种主要形式.快速准确地预测结构随机振动条件下的薄弱环节是结构设计的关键技术之一.文中将有限元分析与振动试验进行了对比分析,对结构疲劳破坏的机理进行了探究,分析了模态振型与随机振动破坏的内在联系.除定性判断外,还引入了基于PSD的疲劳寿命分析理论方法,将MSC软件与当前流行的疲劳分析软件结合起来,对某分机安装架进行了疲劳寿命分析计算,分析结果与试验吻合度良好.对结构疲劳破坏规律的研究,为后续结构设计分析提供了理论支撑.     

考虑平均应力效应的Tovo-Benasciutti疲劳寿命预测模型

为了考虑平均应力对循环载荷作用下结构振动疲劳寿命的影响,对Tovo-Benasciutti疲劳损伤模型进行了平均应力修正。采用径向基函数法构造平均应力修正系数与随机应力带宽系数之间的近似模型,建立了考虑平均应力的Tovo-Benasciutti疲劳损伤模型。利用所建立的模型对某简单梁进行了疲劳寿命估计。结果表明：考虑平均应力效应的Tovo-Benasciutti模型能得到与试验更一致的结果。     

多功能结构设计及谱分析

提出了一种应用于航天器上的多功能结构设计方案,选取材料特性并注重结构部件之间的连接和装配方式.利用ANSYS有限元软件建立了以壳单元和体单元为主的MFS有限元模型,对结构进行了理论模态分析.参照环境试验要求,对结构受随机振动激励进行了动态仿真,确认结构的薄弱环节,为结构的进一步改进提供充分的依据.     

开孔圆柱壳模拟疲劳试验模型及加载条件的研究

研究受内压开孔圆柱壳与其受拉伸开孔平板模型在结构和受载条件上的相似性，有限元分析表明，开孔圆柱壳与其相应的平板模型在开孔附近的等效应力分布非常相似，分析和试验结果表明，开孔圆柱壳模拟疲劳试验载荷应由控制疲劳寿命的关键部位（即危险点）的等效应力来确定，当开孔圆柱壳与其平板模型在危害点的等效应力水平和分布相同时，可认为二者的疲劳寿命也相同，在正确的加载条件下，开孔平板模型可用于开孔圆柱壳的模拟疲劳试验，并较精确地预测开孔圆柱壳的疲劳寿命。     

某机载单元随机振动疲劳分析

为了解决机载单元结构振动疲劳和耐久性问题,文中阐述了随机振动疲劳寿命频域分析法和Miner 线性损伤理论,并基于随机振动疲劳寿命频域分析法,使用nCode DesignLife 软件对某机载单元进行了随机振动疲劳仿真分析,验证了该机载单元结构在随机振动激励下的可靠性,可为机载产品的随机振动疲劳分析提供指导。     

随机振动环境下结构的疲劳失效分析

讨论了随机振动响应的统计特性分析、结构响应的动应力与常规疲劳载荷的关 系,如何将结构响应动应力等价为常规的静力疲劳载荷,利用Ｓ－Ｎ曲线和名义应 力法对结构寿命的估算方法等。完成了用功率谱密度表示的随机振动载荷作用下悬 臂板结构的响应分析以及疲劳寿命估计。     

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。     

基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度分析

针对两自由度的车辆模型,应用随机振动和随机最优控制的理论,推导悬架构件随机动载荷的统计规律的计算方法,建立变车速情况下随机动载荷的概率模型,提出基于随机最优控制的主动悬架构件的动态疲劳可靠度的分析方法。仿真结果表明,主动悬架构件随机动载荷明显大于被动悬架构件随机动载荷,主动悬架系统构件的动态疲劳可靠度在整个使用过程中都要低于普通被动悬架构件的动态疲劳可靠度,说明主动悬架构件的可靠性较普通被动悬架有所降低。