基于虚拟样机技术的混凝土泵车臂架疲劳仿真分析

提出并总结了一种基于虚拟样机技术的混凝土泵车臂架疲劳寿命仿真预测方法。在针对承受复杂交变随机动载荷的混凝土泵车臂架的疲劳分析中,以混凝土泵车实际施工中所采集的工作载荷谱为载荷边界条件,将边界条件施加到由PATRAN、NASTRAN、ADAMS和FATIGUE软件所构建的刚柔耦合多体动力学模型中进行动力学分析和安全强度因子疲劳分析,并进行试验验证,为混凝土泵车臂架结构优化设计提供了依据。     

基于油缸压力和倾角测试的混凝土泵车臂架载荷谱采集方法研究

本文提出了一种基于油缸压力和倾角测试的混凝土泵车臂架载荷谱采集方法,该方法通过采集泵车臂架各臂节倾角、臂架油缸有杆腔和无杆腔压力,结合已知的臂架形貌参数,推算获得泵车臂架载荷谱.采用应变片测量臂架直连杆力,对推算获得的载荷谱进行了标定.结果表明:直连杆力测量值与推算值误差较小,基于油缸压力和倾角测试的泵车载荷谱采集方法可进行工程应用.     

混凝土泵车臂架屈曲试验与分析

为研究混凝土泵车臂架结构的屈曲及破坏过程,设计泵车臂架的台架试验,对某型泵车臂架进行屈曲破坏试验,跟踪结构的变形情况,获得了臂架失稳与破坏时的临界载荷。试验获取了结构的材料特性,结合非线性数值计算方法,对泵车臂架屈曲过程进行了预估。结果表明,泵车臂架结构受压侧的板件易发生局部屈曲失稳,结构屈曲后具有较强的后屈曲承载能力。同时,所应用的研究思路与试验结果,验证了几何大变形计算,预估臂架屈曲及类似结构的有效性。     

混凝土泵车臂架变形补偿和轨迹控制技术研究

基于ANSYS对混凝土泵车的臂架系统进行了实际载荷工况下的变形分析,并建立了臂架全姿态变形补偿专家库;基于建立的变形补偿专家库,通过臂架回转运动和伸展运动独立轨迹规划,建立了臂架布料运动控制模型,从而实现混凝土泵车施工过程中臂架运动轨迹的精确控制。试验结果表明,基于实时变形补偿的臂架运动控制系统,布料过程中臂架末端的运动轨迹误差可控制在±15cm之内,运动控制精度提高了50%以上,极大提高了施工效率与施工安全性,降低了劳动强度。     

基于ANSYS螺栓预紧力转台结构可靠性分析

以混凝土泵车上车结构为研究对象,基于ANSYS有限元计算软件,通过施加转台螺栓预紧力以及臂架结构全载荷,对转台结构进行臂架全伸水平工况的计算,对其进行刚度、强度、稳定性的校核,以及螺栓强度的校核,为转台结构的分析,提供一个更加接近实际的计算方法,为系列产品的优化和改形设计提供有力地数值支持,提升设计效率.     

混凝土泵车臂架自动浇筑联合仿真

针对混凝土泵车臂架在自动浇筑过程中的动力学问题，采用联合仿真的方法对泵车臂架进行了瞬态动力学分析。该方法采用MATLAB对多冗余度臂架进行轨迹规划，然后在SIMULINK建立位置伺服控制系统并与ADAMS中的泵车模型进行柔性体动力学联合仿真。利用仿真结果生成载荷步中性文件并输入ANSYS中进行瞬态动力学分析。分析结果表明，泵车臂架在改造成自动浇筑控制后不会对臂架原有结构造成过大冲击而损坏失效。     

混凝土泵车臂架系统瞬态动力响应研究

以某5节臂45m混凝土泵车臂架为研究对象,以ANSYS软件为工具,建立了泵车臂架有限元计算模型。考虑输送混凝土时混凝土泵的周期冲击和混凝土对输料管的冲击(混凝土对输料管的摩擦力及本身质量的影响),分析了臂架系统在典型工况时启动过程的瞬态动力响应,包括动应力、动位移响应仿真云图和典型节点的动应力时间历程曲线。计算结果表明,启动过程的瞬态位移响应和动应力响应是影响泵车施工质量和结构疲劳寿命的关键。还分析了动载冲击和混凝土排量对结构瞬态响应的影响。     

混凝土泵车结构动态响应分析

本文使用ADAMS软件建立了混凝土泵车臂架系统的动力学仿真分析模型．研究了冲击载荷作用下泵车臂架的响应特点和振动规律,并进行了现场测定,证明了计算结果的正确性。     

混凝土泵车臂架瞬态动力学分析

采用有限元分析软件ANSYS与动力学分析软件ADAMS相结合的方法对混凝土泵车臂架进行了瞬态动力学分析。该方法充分利用ANSYS在有限元分析方面和ADAMS在动力学分析方面的强大功能,通过模态中性文件和载荷步文件在它们之间进行数据传递,能够在泵车臂架瞬态动力学分析中考虑其在自动控制中产生的动载荷。分析结果表明,所采用的控制算法不会对泵车臂架原有结构造成过大冲击而损坏失效。     

混凝土泵车臂架瞬态动力学分析

采用有限元分析软件ANSYS与动力学分析软件ADAMS相结合的方法对混凝土泵车臂架进行了瞬态动力学分析.该方法充分利用ANSYS在有限元分析方面和ADAMS在动力学分析方面的强大功能,通过模态中性文件和载荷步文件在它们之间进行数据传递,能够在泵车臂架瞬态动力学分析中考虑其在自动控制中产生的动载荷.分析结果表明,所采用的控制算法不会对泵车臂架原有结构造成过大冲击而损坏失效.     

Fatigue life prediction of heavy mining equipment. Part 2: Behaviour of corner crack in steel welded box section and remaining fatigue life determination

Frequent fatigue failure of mining equipment has created a need for fatigue life prediction of several components that suffer from frequent recurrence of fatigue cracking. The focus of this paper is the frequent occurrence of fatigue cracks in the boom of cable shovels, which consists of a twin box girder joining together near both extremities. After the determination of load spectrum and the material fatigue properties by field monitoring and material testing, the fatigue behaviour of a cracked shovel boom was investigated. Two-tip corner cracks were of particular interest since they are commonly observed in the field. These cracks typically initiate in the flange at the toe of web to flange or flange to diaphragm welds and propagate into the web. Detailed finite element models with corner cracks were developed for the boom and stress intensity factors for various crack configurations were evaluated from the finite element analysis results. The growth behaviour of corner cracks was studied and a simplified method is presented for the fatigue life prediction. Fracture toughness tests were conducted on single edge notch bend specimens at room temperature and low temperature (−50 ^°C). The remaining life of a cracked boom is then determined based on brittle fracture or unstable crack growth.     

Redesigning of the diesel engine turbocharger compressor wheel to improve the low-cycle fatigue life

The compressor wheel of a turbocharger is one of the highly stressed components in automotive engines. The compressor wheel undergoes variations in rotational speed, depending on vehicle operating conditions. These variations cause cyclic mechanical load in the wheel which results in fatigue stress. The continuous operation with fatigue stress results in fatigue fracture and failure. The fatigue is classified as low-cycle fatigue and high-ycle fatigue based on the number of load cycles to failure and type of fracture growth. The present work is focused on the analysis of the compressor wheel that includes measurement of load–time histories in terms of turbocharger speed for different vehicle duty cycles, finite element analysis simulation of stress distribution in the compressor wheel for given load conditions, prediction of fatigue life of the compressor wheel using cumulative damage accumulation theory and the various possibilities for improving the compressor wheel fatigue life.     

采用不同建模方法的高空作业车伸缩臂有限元分析

集成应用Pro/E和ANSYS,探讨在3种典型作业工况条件下,采用3种不同建模方法对高空作业车伸缩臂进行有限元分析,并以典型工况满载条件下的实测应力数据对不同的集成方法进行比较分析与评价.3种建模方法分别是伸缩臂各臂独立地进行Pro/E建模、将伸缩臂刚化为一个整体进行Pro/E建模以及用装配体进行建模.通过对伸缩臂的各危险截面上的12个点位进行有限元分析的数据与各点位实测数据的比较分析,得出结论:第一种方法相对误差较大;第二种方法建模方法简便,相对误差在可接受的范围,方法很有实用意义;第三种方法相对误差较小,便于后期进行结构优化,是设计与性能预测中值得注意的方法.同时,对危险截面的应力研究可供产品设计人员参考.     

HB37型混凝土泵车布料杆的有限元计算与分析

通过对泵车布料杆的有限元计算与分析,给出了布料杆在最危险工况下的位移和应力分布情况,为泵车的布料杆设计和改进提供了理论依据。     

碳纤维布加固混凝土框架非线性分析

碳纤维布加固的混凝土框架结构受到较大荷载作用时,尤其在地震荷载作用下,其非线性性能对结构影响很大。然而,通过结构试验的方法,研究CFS加固混凝土框架在各种变化参数、各种荷载作用下的结构性能是十分不现实的。本文根据碳纤维布加固混凝土框架的受力特性,考虑材料非线性、几何非线性等因素的影响,利用数值积分方法,编制了碳纤维布加固混凝土框架结构非线性分析程序,并对两榀CFS加固的混凝土框架受力性能进行了数值模拟。数值计算结果与试验结果吻合较好,表明本文提出的分析程序具有一定的实用性,能够对CFS加固的混凝土框架结构进行类似的非线性模拟分析。     

钢箱钢纤维混凝土结合梁桥疲劳寿命评估

钢-混凝土结合梁由于其突出的综合效益优点已经在土建工程中得到大量的应用,但就其具体分析而言,加载荷载多参照国外规范执行。基于广州市内环线某路段实测的交通量调查结果,推导出了该路段高架桥的标准车辆荷载谱加载,利用MSC.Fatigue对桥梁整体和局部进行了疲劳寿命评估。     

高轴压比高强混凝土框架柱抗震性能试验研究

为研究高强混凝土用于大型火力发电厂主厂房框排架体系的可行性 ,通过 6根高轴压比高强混凝土框架柱在低周反复周期荷载作用下的受力性能试验研究 ,讨论了其破坏形态及滞回特性 ,并分析了轴压比、箍筋形式及配箍率等因素对构件延性的影响。最后 ,根据试验结果及ANSYS模拟的高强混凝土框架柱的单调荷载 -位移曲线确定出各种情况下的轴压比限值     

疲劳荷载作用下混凝土硫酸盐腐蚀寿命预测

在已有水泥混凝土硫酸盐腐蚀模型的基础上,引入疲劳荷载影响的硫酸根离子有效扩散系数,分析不同参数对疲劳荷载作用下水泥混凝土硫酸盐腐蚀寿命的影响;通过大量的均匀设计计算,回归出疲劳荷载作用下道路混凝土受硫酸盐腐蚀寿命的计算公式,可为疲劳荷载作用与硫酸盐腐蚀工况下的水泥混凝土材料设计及寿命预估提供参考.     

Stochastic analysis of fatigue of concrete bridges

A novel method is proposed in this work for the assessment of the remaining fatigue life and fatigue reliability of concrete bridges subjected to random loads. The fatigue reliability of a bridge is a function of the fatigue damage accumulation; a stochastic fatigue damage model (SFDM) with physical mechanism is introduced for deriving the fatigue damage process. In order to implement the probabilistic analysis, based on the probability density evolution method (PDEM), the generalised density evolution equation (GDEE) for the remaining fatigue life is developed. Finally, a prestressed concrete continuous beam bridge located in China is illustrated. The random fatigue load acting on the bridge is modelled as the compound Poisson process, and the simulation of the random load uses the stochastic harmonic function (SHF) method. To simplify the reliability analysis, an equivalent constant-amplitude (ECA) load process is introduced based on energy equivalence. By employing SFDM, the finite element analysis of the bridge under the fatigue loading is performed. Then, the fatigue damage accumulation process of the bridge under the fatigue loading is obtained. Through solving the probability density evolution equation for the remaining fatigue life, the probability density functions (PDFs) of the remaining fatigue life evolving with time is obtained. The fatigue reliability is then calculated by integrating the PDF of the corresponding remaining life.