基于AAR标准的货车疲劳寿命评估

介绍了美国AAR机车车辆手册的疲劳寿命计算方法,并以C70通用货车为例计算了其车体的疲劳寿命。计算载荷谱数据来源于AAR标准,采用载荷-应力转换系数将载荷谱转换为应力谱,计算方法采用基于名义应力法的Miner疲劳损伤累计法则。计算结果表明C70车体可以满足625万公里的安全运用要求。可作为AAR标准下铁路货车疲劳寿命计算的参考。     

基于随机风速模型的风电增速箱试验载荷谱编制

为了编制风力发电机齿轮传动系统动态特性和疲劳寿命试验载荷谱,在模拟真实风速的基础上,基于空气动力学原理求得作用在传动系统的外部随机风载荷,采用雨流计数法和数理统计方法对风电传动系统的输入风载荷数据进行统计分析,基于波动中心法得到载荷的大小与出现频次之间的关系及概率分布,编制适合风电传动系统试验加载用的八级载荷谱,将实际风速的随机性与试验室台架试验结合起来,使试验结果更加符合实际,为准确评价风电齿轮传动系统动态特性和疲劳可靠性试验奠定基础。     

汽车试验场可靠性试验强化系数的研究

通过以某载货汽车为研究对象,测定其前桥的疲劳特性曲线,以及前桥在汽车试验场强化路面、山区公路和普通公路上行驶时的载荷时间历程,采用雨流计数法及数理统计方法得到载荷分布形式,同时,根据疲劳特性曲线和各种路面的程序载荷谱采用修正的Miner线性累积损伤理论计算各种路面的疲劳寿命,从而得到各种路面相对于普通公路的强化系数,为准确评价汽车可靠性和制订科学的汽车可靠性强化试验规范提供了重要依据。     

从线路条件推算铁路货车车体扭转载荷谱

在有些国家的线路条件中,小半径曲线所占比例很高,会给车体带来变化的扭转载荷。文中介绍了如何通过线路条件来推算铁路货车车体所受的扭转载荷,从而编制扭转载荷谱来对车体的疲劳寿命进行设计预估,保证设计质量。     

风力发电机传动系统随机风速下的载荷特性研究

根据随机风速模拟方法、风力机气动载荷计算方法、发电机矢量控制方法和风力发电机传动系统的机电耦合模型,建立了风力发电机传动系统在随机风速下的载荷模型,利用该模型对风力发电机进行实例计算,得到了风力发电机传动系统随机载荷的有效样本。随机风速序列和随机载荷序列的对比分析表明,随机载荷序列与随机风速序列有相同的变化趋势和较好的相关性,并有类似的频谱特性,从而为进一步研究风力发电机传动系统在复杂工况下的载荷变化规律及进行载荷谱的编制奠定了基础。     

电动汽车传动系统高速斜齿轮动载荷谱研究

与传统燃油汽车相比,电动汽车传动系统构件时常运行在高频、强冲击、超长周次的动态载荷作用下,更易诱发变速器齿轮发生接触疲劳破坏。为了准确计算电动汽车高速斜齿轮实际工况下的动态载荷,获取其动态载荷谱,建立车用永磁同步电机的矢量控制模型,基于循环工况对模型进行仿真,得到驱动电机的动态转矩输出;以电机的动态转矩作为变速器驱动转矩,计算齿轮接触应力-时间历程,采用雨流计数法对应力-时间历程进行循环计数和统计分析,获取循环工况下电动汽车传动系统高速斜齿轮的疲劳载荷谱。研究结果为纯电动汽车传动系统疲劳寿命预测和可靠性分析奠定了基础。     

多级多工况传动载荷处理方法及应用

在单级设计载荷法的基础上,考虑传动系统各部件所选材料、载荷和循环次数的影响,提出多级设计载荷法.以混凝土运输车搅拌桶减速器为例,描述从载荷测试到编制减速器传动系统的全工况载荷谱和齿轮疲劳载荷谱的过程.根据齿轮的疲劳载荷谱,分别用单级设计载荷法和多级设计载荷法计算各齿轮的弯曲当量转矩和接触当量转矩,并用两种方法计算的当量...     

循环工况下电动汽车减速器齿轮疲劳寿命研究

中国电动汽车产销量世界第一,但在电动汽车传动系统设计上,尤其是寿命预估方面还未形成完整的预测方法,亟待深入研究。齿轮作为传动系统的主要零件之一,其疲劳失效占据了传动系统的60%,因此预测齿轮的疲劳寿命具有重要意义。本文通过永磁同步电机动态仿真模型,得到循环工况下电磁转矩的动态载荷时间历程,通过计算得到齿轮接触应力谱,利用旋转雨流进行循环计数,最后采用有限元法预测了减速器齿轮的疲劳寿命。     

二维随机载荷作用下汽车螺旋弹簧疲劳损伤研究

提出了二维随机载荷谱外推的三种方法;对幅值服从形状参数α=1、位置参数ε=0的威布尔分布和均值服从正态分布的二维随机载荷的当量载荷的概率密度函数进行了推导,给出了概率密度函数的数学模型。以一款城市SUV为研究对象,采集试验场强化路面的载荷谱数据,提出了采用样本截断方法进行随机载荷谱参数估计的方法。参数检验结果表明,在中高载荷段,采用该方法可以很好地实现对所采集的载荷谱数据的拟合。采用载荷谱分级法对所采集的二维随机载荷进行外推,基于外推的载荷谱对疲劳损伤进行计算分析,研究了不同的载荷分级方法对疲劳损伤计算结果的影响。研究结果表明,当载荷谱幅值分级小于20级时,损伤计算会有较大误差,出现偏小的结果,载荷均值的分级影响相对要小于幅值的分级影响。     

轧机传动系统关键零部件疲劳仿真方法研究

轧机传动系统的是轧机的重要组件,其强度直接影响到轧机的正常运行。针对轧机传动系统疲劳损伤问题,分析了载荷谱构成,认为载荷来源主要是轧制冲击载荷与扭振载荷;讨论了轧机多工况处理方法,提出了一种基于多体动力学仿真提取载荷放大系数(TAF),利用Matlab软件编制扭振载荷谱及仿真疲劳载荷谱的一般流程;以某钢铁集团现役轧机为例,基于Fatigue Porcess进行疲劳仿真分析,结果证明了该方法的可行性,为轧机传动系统关键零部件或相似机械产品的疲劳损伤位置和疲劳寿命的预测提供了参考。     

基于实际行驶载荷的电动汽车差速器扭转疲劳试验方法研究

电动汽车电机具有高频转矩特性,其冲击载荷对减速器、差速器等传动系统疲劳寿命的影响越来越受到企业的重视。根据电动汽车差速器实际受扭转载荷情况,设计了基于液压伺服的电动汽车差速器扭转疲劳试验系统。采用无线遥测系统在垫江试验场按照帕斯卡试验规范对电动汽车半轴转矩进行了实车采集,通过对采集的半轴转矩载荷谱进行预处理和时频域特征分析后,确定了扭转疲劳试验加载波形为正弦波,加载频率为0.5 Hz。通过雨流计数和外推确定了加载幅值和加载频次,从而建立了电动汽车差速器扭转疲劳试验方法。最后,搭建电动汽车差速器扭转疲劳试验系统,对该试验方法进行了验证。结果表明,差速器的疲劳破坏部位及形式与实车行驶时疲劳破坏部位及形式一致,所建立的方法是有效可行的。     

某型工程机械传动轴断裂故障研究

传动轴疲劳断裂是工程机械传动系统最为严重的失效形式之一,本文利用"存储式扭拒测量装置"动态测量传动轴的扭拒和转速,有效地提取分析了工程机械在行驶和作业时传动轴的载荷谱,并从时域波形和频率结构上对信号进行分析,查明了传动轴断裂的直接原因,应当是材料强度不够,导致疲劳断裂。     

Stress analysis and design for a structural fatigue testing machine

A closed loop servo-hydraulic structural fatigue testing machine was developed. It can apply fatigue loads on actual engineering parts or components for their fatigue strength evaluation. The testing machine consists of a structural bending load frame, a structural torsion load frame, a hydraulic system, and a control system. Stress analysis and design for the crosshead, columns and test bed for the structural bending test frame are described. Finite element analysis was performed for the structural torsion load frame. Evaluation of the structural load frames and application of the test machine are briefly given.     

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。     

随机载荷下矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析

矿用自卸车行驶路况非常恶劣,为研究国产首台SF33900型矿用自卸车后桥壳的疲劳寿命,建立后桥壳有限元分析模型,将载荷峰值作用下的仿真应力结果与试验结果进行对比分析,得出两者数值比较接近,从而验证了该模型具有一定的准确性。将动力学分析结果作为后桥壳疲劳寿命分析的随机载荷谱,得出水平路面普通工况下的疲劳寿命分布云图,其最小寿命满足工程要求。为研究载荷变化对后桥壳疲劳寿命的灵敏性,对比分析三处载荷变化对后桥壳疲劳寿命的影响程度,得出后横拉杆和悬架下支点位置受力变化对后桥壳疲劳寿命影响较大。另外,还考虑载荷频率变化对后桥壳疲劳寿命的影响,结果表明,载荷频率变化比幅值变化更能影响疲劳寿命。     

某型主战坦克扭力轴工作过程数值模拟及寿命预测

为了预测坦克扭力轴的疲劳寿命,应用三维弹塑性有限元方法模拟某型主战坦克扭力轴的预扭处理过程及工作过程,结果表明,坦克扭力轴完全工作于弹性状态。结合坦克在某一训练科目下的载荷谱,用S-N方法对扭力轴在该训练科目下的寿命进行计算,给出不同存活率下扭力轴的疲劳寿命。     

服从正态分布随机载荷作用下齿轮弯曲疲劳试验研究

根据齿轮传动过程中普遍承受的高斯分布载荷谱,编制了试验用随机变幅疲劳载荷谱,在MTS电液伺服疲劳试验机上利用成组试验方法完成了该随机载荷作用下全寿命齿轮弯曲疲劳试验,得到了特定变差系数高斯分布载荷谱下齿轮弯曲强度的R-S-N曲线。试验结果证明,随机变幅疲劳试验得出的轮齿疲劳寿命低于由疲劳载荷上限值取为载荷谱均值的恒载荷疲劳试验得出的疲劳寿命,因此,如果采用后者的试验结果去估算实际服役中的齿轮的弯曲疲劳寿命是非常危险的。对随机载荷下的齿轮设计的疲劳极限的理论值进行了预测,并与试验结果进行了比较。结果表明,理论分析结果与试验结果基本相符。     

运输车振动载荷的分析计算

对运输车进行疲劳寿命分析时需要确定一些关键部位所受到的振动载荷,通过建立汽车振动系统模型,结合路面不平度函数,可计算出汽车的振动载荷。     

全向侧面防爆叉车液压马达的选型

根据全向侧面防爆叉车全工况负载、工作压力和传动效率的分布规律和相互之问的制约关系,确定行走回路的驱动方案及马达的主要技术参数和型号,通过对所选的内曲线径向钢球马达和曲轴径向柱塞马达在低速稳定性、传动效率、“自南轮”工况和系统复杂性等方面进行综合比较,确定采用适合该车的曲轴径向柱塞马达,从而解决驱动系统压力和效率之间的矛盾,提高行走机构全工况范围内的传动效率,实现侧面叉车无级变速、纵横向行驶和微动功能。     

某重型自卸车车架的有限元分析与改进设计

运用UG软件建立起某重型自卸车车架总成的三维模型,并利用有限元分析方法,采用壳单元进行网格划分以及合理的模型简化和连接方式,建立起某重型自卸车车架基于Nastran的有限元模型.对应车架在纯弯曲和扭转两种工况下,施加相应的边界条件和载荷条件,进行刚强度分析,得到车架在纯弯曲、扭转工况下的应力、应变图,找出车架中的薄弱部位并对薄弱部位进行结构优化.通过优化前后对比分析为后续车架结构改进提供理论依据.