曲轴轴系的结构强度分析与疲劳寿命估算

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,建立发动机曲轴轴系的动力学仿真模型,对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,为下一步疲劳寿命计算提供可靠的载荷条件;然后,从曲轴所受的载荷中找出三个载荷比较大的时刻,计算得到其相应时刻的应力和应变分布规律,找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态强度分析提供数据;最后,结合Ansys有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,估算连杆疲劳寿命,同时分析多级载荷加载次序对疲劳寿命的影响,为零部件的主动寿命设计提供参考数据和理论判据.     

基于动应力的地铁构架疲劳损伤与疲劳寿命计算

作为轨道车辆走行部的极关键结构,转向架构架的服役安全性受到极大重视与关注。以新设计的地铁车辆动车转向架样本构架为研究对象,基于其在位使用状态下的动应力进行疲劳损伤与疲劳寿命研究。结合车辆运行状态数据,研究构架关键部位的损伤分布特征,分析构架疲劳损伤快速累积的原因。针对样本构架关键部位：计算其裂纹萌生寿命;基于雨流计数后的应力幅子样完成应力幅分布核密度估计;建立裂纹扩展模型,采用蒙特卡洛法与反函数法计算构架关键部位不同运行里程下的累积失效概率。结果表明,构架累积失效概率随运行里程增加而快速增加,裂纹萌生后对应于97.5%可靠度的运营里程为3万km;构架疲劳寿命为裂纹萌生寿命与扩展寿命之和,97.5%可靠度下为48.39万km。研究结果为进一步提升构架抗疲劳设计、优化转向架检修周期提供研究基础。     

ASP泵转子疲劳寿命研究与可靠性分析

以单级双吸式离心泵ASP150-355R为研究对象,运用Pro/Engineer对转子结构及附属零件进行建模。通过有限元软件Ansys Workbench对转子结构做静力分析和疲劳寿命分析,得出转轴最大损伤位置和最小的疲劳寿命循环次数,与静力分析的结果形成对应,验证了疲劳分析的正确性。应用Ansys APDL命令流对转轴进行参数化建模并生成概率分析文件,通过Ansys PDS模块对转轴进行可靠性分析,得出泵轴在一定置信度下的可靠度,在置信度为95%时,转轴结构的可靠度为0. 936,该泵组在设计工况下是稳定的,转子的工作性能满足设计要求。研究结果对同类泵组在设计工况下的性能有一定参考价值。     

柱塞泵泵头体应力集中及疲劳寿命分析

对某柱塞泵泵头体进行了三维有限元分析,获得了泵头体的应力分布规律,计算出了泵头体缸腔和柱塞腔相贯处的应力集中系数,并应用泵头体的S-N曲线方程和有限元分析结果对泵头体寿命进行了计算,为泵头体的寿命估算提供了依据.     

基于有限疲劳寿命的压裂泵盘根铜套优化设计

针对高压压裂泵现场施工中由于铜套裂纹引起液力端盘根密封总成快速失效的现象,提出了优化铜套开口角度α和底部圆角R,进行基于有限疲劳寿命的压裂泵盘根铜套优化设计方法。首先,通过现场施工中的4.5 in(1 in=2.54cm)V形铜套损坏情况,估算了现有V形铜套的疲劳寿命为2 830 000次;然后,使用SolidWorks Simulation建立了4.5 in V形铜套的静力学有限元模型,反推确定了吸入缸压强传递系数为0.3,对4.5 in V形铜套进行了疲劳分析,计算了疲劳寿命为2 797 000次;最后,计算了4.5,4,3.75,3.25和5 in V形铜套在不同开口角度和圆角的疲劳寿命。结果表明：优化设计后的4 in V形铜套在开口角度改为120°后疲劳寿命增大了81.5倍,现场测试满足在液缸最大生命周期内不再产生疲劳裂纹;通过现场施工数据反推传递系数,验证疲劳寿命计算方法的有效性,优化设计了5种压力等级下铜套的开口角度和圆角。同时,为其他型号盘根铜套优化设计提供了参考方法。     

振动疲劳试验寿命确定方法研究

提出了一种确定振动疲劳试验寿命的方法,首先基于有限元分析获得2A12铝合金简支梁试件的裂纹长度与试件固有频率的关系曲线,借助断裂力学失效准则,计算试件在试验载荷下疲劳失效时的临界裂纹长度,根据临界裂纹长度对应的固有频率能够确定试件疲劳失效时固有频率下降的幅度,从而根据振动疲劳试验固有频率跟踪控制技术确定停机标准,停机时所经历的循环数即为振动疲劳的试验寿命。该方法结合理论与实际,为振动疲劳试验寿命的确定提供了理论依据,统一了试验标准,并且在实际操作试验过程中容易操作,所得的结果安全可靠。     

基于动应力时域外推的构架疲劳寿命评估方法

获取具有代表性的动应力时域信号是对车辆进行结构疲劳分析的重要前提,仅依靠短时间测试所得的动应力时域信号进行疲劳寿命评估,其结果并不能反应结构在较长时间历程,甚至是全寿命周期下的抗疲劳服役性能.以某动车组转向架转臂定位安装座焊缝附近的某测点为算例,提出了基于极值理论的动应力时域外推的疲劳寿命评估方法.首先,选取该测点在镟...     

基于渐开线齿轮轮廓修形的疲劳寿命分析

提出一种新的齿轮渐开线齿廓修形方法,通过UG软件对修形前后齿轮进行建模,基于疲劳寿命理论,利用Workbench和Fatigue Tool方法建立齿轮CAE模型,完成齿轮接触动力学和疲劳寿命仿真分析。仿真结果表明：修形前后齿轮的最大等效应力和等效应变都出现在齿轮节线和齿根处,且修形齿轮的数据与结果都优于标准齿轮。     

基于ANSYS的驱动桥壳瞬态动力学和疲劳寿命分析

以有限元法为基础,在建立驱动桥桥壳的有限元力学模型的基础上,先借助有限元软件ANSYS的瞬态动力学分析找出桥壳上的危险点,再通过ANSYS-Fatigue疲劳分析模块对桥壳进行疲劳寿命分析,得到桥壳整体的疲劳寿命分布。桥壳的危险部位主要分布于圆弧过渡区域,与台架实验结果基本一致。从而验证了有限元软件对驱动桥壳理论分析的正确性,为驱动桥壳的设计和相关性能的分析提供了一种方法。     

疏浚泥泵小流量工况下的PIV试验

疏浚泥泵的性能对泥沙输送管道的效率和安全起着决定性的作用。采用先进的PIV(粒子图像测速法)技术研究小流量工况下泥泵的内部运动规律,得到泥泵内的速度分布,揭示了泥泵内部的流场分布、能量损失、水力效率等现象,表明PIV技术是一种研究泥泵内部流动规律的有效手段,为进一步实现固液两相流研究提供实验依据。     

基于循环工况的客车骨架疲劳寿命分析和优化

为降低制造商进行实车可靠性试验的成本,提出一种虚拟仿真代替实车可靠性试验的方法.以某款城市客车为研究对象,首先在ADAMS/Car软件中根据客车设计参数建立整车动力学模型,并将B级二维随机路面扩展为三维.基于城市客车四工况循环构建仿真循环工况,在三维随机路面上进行动力学仿真,提取悬置与车身骨架连接点的载荷谱.最后将载荷谱导入Ncode软件对骨架进行疲劳寿命预测,得出骨架的寿命为12.08万千米,不满足相关标准要求,故对其进行优化,优化后骨架的寿命为44.09万千米,满足相关标准要求.此研究方法有助于减少可靠性试验次数,加快车辆设计的进程.     

3500方绞吸挖泥船水下泥泵轴系启动性能的分析

通过分析实船测试的测试数据,比较3 500方绞吸船水下泥泵轴系稳定工况和启动工况下轴系的性能,并通过实船数据进行有限元计算,比较两者之间的受力性能。结果表明,泵轴所承受的最大转矩至少为满负荷时的6.5倍,泵轴启动时瞬间载荷较大,泵轴的最危险截面位于轴头轴肩处。     

隧道工程泥水输送系统泥泵的选型应用

上海大连路隧道工程越江段采用φ11.22的泥水平衡盾构掘进机施工,并在施工中,首次采用两台超大型盾构同时推进技术.在泥水平衡盾构中,主要分为泥水输送系统和泥水处理系统.在泥水输送系统中,如何保证送泥泵和排泥泵性能的稳定运行,特别是如何防止泥浆在排泥管路中沉降堵塞,以及随着推进距离的加长,排泥管路中各级接力泵的合理布置,是该系统连续正常工作、防止泵汽蚀振动的重要保证.现介绍泥水输送系统及其中各类泵的设计选用,包括泥泵设计参数,型号以及使用状况.     

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。     

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。     

基于USS协议的泥泵输送实验台变频控制系统设计

为解决因泥泵输送试验台变频器使用端子控制方式与可编程逻辑控制器连接而引发的现场布线复杂、抗干扰能力弱、采集信号数量较少等问题,设计了基于USS协议通信的变频器控制系统,并根据实验台现有系统组成,分别设计了基于西门子200PLC与300PLC的USS协议通信方案,并对其进行了分析比较。结果表明,采用USS协议通信方式的变频器控制系统抗干扰能力强,可采集信号数量也有所提高。     

军用飞机结构疲劳寿命研究

简述飞机结构疲劳问题的重要性,特别结合军用标准规范对飞机结构疲劳设计要求的变化勾画飞机结构疲劳设计思想演变的情况;着重论述工程实际中常用的疲劳寿命分析方法,论述全尺寸结构疲劳试验的作用意义、试验载荷谱、试验实施的有关环节,概要介绍在飞机构件寿命分析与全尺寸结构疲劳试验方面所做的一部分研究工作,并就疲劳研究的发展提出一些粗浅看法。     

杆端向心关节轴承动应力下疲劳寿命分析研究

针对QG325型切管机液压缸杆端向心关节轴承工作时主要是向心内外圈疲劳磨损破坏问题,采用Solidworks 建立了简化的杆端向心关节轴承三维模型;通过ANSYS workbench 13.0瞬态动力分析模块对其进行实际工况下动应力分析,找出了杆端向心关节轴承最大应力集中处.在此基础上利用ANSYS workbench 13.0的疲劳分析模块实现对杆端向心关节轴承的接触疲劳寿命分析,获取杆端向心关节轴承在实际工况下的接触疲劳寿命,有效预测零件的工作寿命.     

疲劳寿命预测不确定性参数研究

本文对疲劳寿命可靠度分析中的参数开展研究,针对影响裂纹扩展速率的各参数进行分类及分析,进行疲劳寿命灵敏度分析和参数分析,确定各个随机变量对疲劳寿命和参数分散性对可靠性的影响,从而简化和节省可靠性计算的工作量。因此,对裂纹扩展模型的参数进行灵敏分析,分析不确定性来源对裂纹疲劳可靠寿命的计算具有重要意义。