矿用车载式剪叉升降台关键机构疲劳寿命预测研究

为了研究矿用车载式剪叉升降台的可靠性,建立剪叉机构三维模型,对其进行静强度校核和分析,求解在循环加载方式下剪叉机构的平均等效应力和变形。将强度计算结果与材料S-N疲劳寿命曲线结合,预测额定负载下剪叉机构的疲劳寿命和损伤分布。结果表明,所设计的矿用车载式剪叉升降台的结构满足静强度要求,其寿命预测值远大于设计寿命。预测寿命的载荷敏感性可以为矿用车载式剪叉升降台的设计和维护提供理论参考。     

采煤机截割部载荷分析与轴承寿命研究

为研究采煤机截割部在随机载荷下轴承的寿命,利用采煤机滚筒工作过程中采集到的截割电流,计算出采煤机实际采煤过程中截割部的随机负载。根据采煤机截割部随机负载和时间形成的载荷谱,采用不稳定变应力的疲劳损伤理论求解轴承的计算载荷,进而求解出截割部轴承的寿命。根据上述分析对某型号采煤机截割部一轴轴承进行了寿命计算,计算结果表明,在煤层条件较好情况下轴承寿命满足要求。以工作电流为计算基础求解轴承寿命,为采煤机轴承实际寿命预测和结构优化提供了一定的参考依据。     

低透气性煤层CO2与水交替充装压裂技术研究

针对斜沟煤矿18205工作面因煤层透气性差导致瓦斯抽采效率低,通过理论研究和现场试验的方法,提出液态CO2与水交替充装压裂增透技术以有效增大煤层的透气性系数。研究了煤层在CO2与水交替充装压裂之下,水、CO2和煤三者之间发生相互作用,最终对煤层产生了疲劳损伤作用,增加煤层的裂隙,提高瓦斯抽采效果。现场试验表明:18205工作面开展CO2与水交替充装压裂技术后,压裂钻孔瓦斯抽采浓度和纯量明显比检验钻孔高,有效抽采半径增大到25 m,明显提高了瓦斯抽采效果。     

WE94镁合金长寿命疲劳小裂纹萌生和扩展行为研究

镁合金作为结构材料在汽车、航空、航天等领域有广泛的应用前景,在实际服役过程中存在高频振动荷载的长期作用。为解决镁合金结构件在长寿命服役条件下的安全与可靠性问题,基于旋转弯曲和超声振动加载两种疲劳实验方法,研究WE94镁合金在高周与超高周区间（104～109周次）的疲劳强度与失效机制。结果表明,疲劳裂纹萌生于沿基面的滑移带并在断裂面上形成解理状“小平面”形貌;而在疲劳小裂纹扩展初期,裂纹面存在大量细小平行状条带,该条带于裂纹尖端与孪晶带的交互作用过程中形成。因此,镁合金疲劳小裂纹的萌生与扩展过程对材料局部微结构形态与变形机制表现出密切的相关性。     

基于蒙特卡洛法的透平轮盘寿命计算及可靠性分析

为了对燃气轮机透平轮盘的概率疲劳寿命和可靠性分析展开充分研究,针对透平轮盘材料13Cr10MoW1VNbN开展了低周疲劳试验并进行结果分析及误差优化,基于Manson-Coffin公式及材料试验数据,建立了应变-寿命预测模型。分别采用蒙特卡洛法与包络线法,获得轮盘疲劳寿命数据样本,开展了统计分析及可靠性研究。结果表明：基于蒙特卡洛法得到的可靠度曲线比基于包络线法得到的可靠度曲线下降趋势更平缓,考虑的不确定因素更多,安全裕度更大。     

316H不锈钢蠕变-疲劳缺口效应及损伤考核准则分析

通过开展光滑试样和不同V型缺口试样载荷控制下的蠕变-疲劳试验,研究了载荷水平、保载时间、缺口尺寸对316H不锈钢在600℃试验温度下蠕变-疲劳寿命的影响及缺口效应,探讨了ASME BPVC III-NH卷中316不锈钢蠕变-疲劳考核准则对于316H缺口试样的适用性。结果表明：316H不锈钢蠕变-疲劳寿命在短时保载下表现出缺口削弱作用,长时保载下表现出缺口强化作用;随着保载时间的增加,可观察到断口处裂纹扩展区凹坑和凸起变多,瞬断区韧窝变大变深;根据现有的试验结果,ASME规范中316不锈钢蠕变-疲劳考核准则适用于缺口构件。     

分段湍流设计风电机组疲劳载荷的合理性研究

为证明在同一风速下采用分段湍流法设置湍流标准差设计风电机组疲劳载荷的合理性,需要验证生成的随机风速统计分布和年风速统计分布是否与设计假设的分布一致。本文对比了分段湍流法和IEC61400-1:2019计算公式分别生成的随机风速统计分布和年风速统计分布,并将其统计分布与设计假设进行了对比。结果表明,分段湍流法生成的随机风速统计分布不符合设计假设的高斯分布,IEC61400-1:2019生成的随机风速统计分布符合设计假设的高斯分布;分段湍流法生成的年风速统计分布不符合设计假设的分布,IEC61400-1:2019生成的年风速统计分布符合设计假设的分布。因此,采用分段湍流法设计风电机组疲劳载荷缺乏合理性。     

减速器疲劳检测系统的研制

针对减速器开发的试验要求,采用计算机测控系统实现减速器强化疲劳试验。分析了减速器疲劳检测机理,介绍了采用成组试验方法确定s-N曲线的原理。最后论述了减速器疲劳检测试验台的总体结构及相应的控制系统设计方案。     

液压导管疲劳破裂与液体压力关系的研究

在分析液压导管破裂类型的基础上,重点分析了液体压力作用与液压导管破裂的关系。结果表明：导管内液体压力在弯管处产生与导管轴线垂直的横向载荷,在椭圆截面导管周向产生拉伸和弯曲载荷;横向载荷、拉伸载荷、弯曲载荷与液体压力成正比;因液体压力脉动形成的作用于液压导管的交变载荷是造成液压导管疲劳破裂的主要因素之一。     

旋挖钻机桅杆瞬态动力学与疲劳研究

为了得到旋挖钻机入岩时桅杆的疲劳寿命与切削深度之间的变化规律,根据短螺旋钻头入岩的理论,建立旋挖钻机钻头入岩时载荷的数学模型,针对组合岩石,模拟短螺旋钻头的工作载荷,然后将得到的载荷应用到桅杆的瞬态动力学响应分析中,确定随机载荷作用下桅杆的危险部位.利用Miner线性疲劳损伤理论,计算得到桅杆危险部位的疲劳寿命.结果表...