随机弯扭复合载荷下的疲劳寿命估算

通过对联合收割机进行田间电测,获得了逐稿器曲轴的随机弯、扭载荷时间历程;通过载荷谱统计分析与处理,编制了多级疲劳寿命估算谱。分别用名义应力法和局部应力应变法估算曲轴的疲劳寿命,并进行了模拟疲劳试验验证。试验结果表明:名义应力法较局部应力应变法对载荷变化敏感;当实际结构所受载荷接近材料屈服极限时,两种方法估算结果相近。     

车载耦合工况下波纹管加速寿命载荷谱编制

以某商用车排气系统波纹管为研究对象,通过样车道路试验对其多维耦合随机载荷激励进行测试,并对其解耦算法进行了探讨。对波纹管结构多轴疲劳寿命进行预测,进而采用时域损伤保留法对波纹管加速寿命载荷谱编辑方法进行了探讨,将加速寿命载荷谱缩短至原始谱的17.86%,为波纹管加速寿命试验设计提供了依据。     

液压油缸活塞杆耐久分析及优化

为研究旋挖钻机加压油缸的疲劳性能,通过市场调研获取了旋挖钻机加压油缸的一种非常典型的作业工况,测试其压力载荷谱并转换为活塞杆的力载荷谱。根据载荷谱特征,对载荷谱每个作业周期进行拆解分析,得到每个周期包含主卷扬上提、打桩加压、憋压、泄压回转下放4个过程。基于载荷分解得到的单周期动态载荷谱,利用有限元仿真和疲劳分析,对加压油缸活塞杆进行疲劳寿命分析预测,反映实际工况下活塞杆的预测疲劳寿命及风险区域,为后期结构优化提供参考。     

弯扭交变载荷作用下变桨轴承套圈材料的断裂寿命研究

变桨轴承套圈在服役过程中会发生断裂,其主要原因是套圈存在微裂纹,在弯扭交变载荷作用下裂纹以不同疲劳方式不断扩展直至断裂。为此,对标准试件进行裂纹扩展,反映变桨轴承套圈失效位置的断裂过程和寿命。确定了套圈断裂位置的等效载荷谱及裂纹扩展模型,根据变桨轴承所承受的纯机械疲劳建立裂纹扩展速率模型,计算标准试件在弯扭交变载荷作用下,裂纹以机械疲劳方式扩展的路径和寿命。裂纹扩展仿真结果表明,裂纹在以机械疲劳方式扩展下,含有微裂纹的变桨轴承套圈能达到使用寿命,考虑腐蚀与疲劳同时作用导致变桨轴承套圈失效。     

基于道路载荷谱的悬置螺栓疲劳寿命研究

在整车道路试验中,发动机悬置失效部位多集中于悬置螺栓,螺栓的断口特征表明,在承受复杂载荷作用下的悬置螺栓的主要失效形式为弯曲疲劳失效。为评价随机载荷作用下悬置螺栓的疲劳寿命,提出一种基于不同矢量之间物理关系的载荷谱转换方法,将实际采集的加速度信号转换为用于疲劳分析的应力载荷谱。结合悬置螺栓的S-N曲线,通过雨流循环计数和等损伤转化法将随机载荷谱编制成八级程序载荷谱,对螺栓进行疲劳寿命分析,依据线性Miner疲劳损伤理论预测了其疲劳寿命。     

7CC-5型侧卸农用挂车后轴和转向架路面工作载荷谱

载荷谱是进行农业机械典型零部件的疲劳强度试验研究和寿命估算的基础。为了评价典型零部件的疲劳特性,本文采用峰值计数法来分析7CC-5型五吨侧卸农用挂车后轴及转向架路面的工作载荷时间历程,所计数的载荷量级是峰值出现的次数。本文讨论了初步载荷谱和试验载荷谱所包括的内容及它们之间的区别,重点阐述了载荷峰值的统计分析方法和数据分析的基本原则,并根据采集的路面工作载荷,经过压缩和简化,合成了7CC-5型五吨侧卸农用挂车后轴和转向架的路面工作载荷谱,并编制了用于程序疲劳试验的程序载荷谱。     

变桨轴承套圈材料弯扭疲劳载荷谱研究

变桨轴承套圈承受周期性弯扭交变载荷作用,为使用标准试件研究变桨轴承套圈材料的弯扭疲劳失效,需建立与实际工况等效的试验载荷谱。首先建立了风力发电机桨叶系统的整体力学模型,并研究了变桨轴承套圈承受的周期性外载荷;其次建立变桨轴承的整体有限元模型,研究变桨轴承套圈应力、套圈截面弯矩和扭矩的周期性变化规律;最后通过应力和弯扭载荷特性等效,研究了标准试件试验变桨轴承套圈材料疲劳性能的等效载荷谱。     

半挂车牵引座鞍体的疲劳寿命分析

为了分析半挂车牵引座鞍体的疲劳寿命,通过CATIA软件建立了半挂车牵引座鞍体的三维实体模型.在有限元分析软件ANSYS It,确立了边界条件与载荷谱.经过有限元分析计算,得到鞍体的寿命分布图.通过增大载荷谱,得到了鞍体的疲劳危险区域,为鞍体的设计提供理论依据.     

驱动桥疲劳强化试验及疲劳寿命的置信区间估计

利用分析法和试验法对驱动桥作台架疲劳强化试验。依据Miner理论推导出疲劳试验的数学模型,对比普通路面和强化路面的道路载荷谱得到强化系数,通过疲劳试验得到驱动桥的疲劳寿命。针对疲劳寿命估计的小样本问题,采用Bootstrap原理得到驱动桥疲劳寿命的置信区间。结果表明:台架疲劳强化试验能够有效地估计驱动桥的疲劳寿命,且缩短了试验周期,节约了试验成本。     

混合模式下的农业机械载荷谱数据管理系

以拖拉机、联合收获机等典型农业机械载荷谱数据库建设工作为背景,基于B/S与C/S混合模式,利用.NET技术体系设计与实现载荷谱数据库信息管理系统.针对实际情况和工程应用的具体需求制定了系统的总体方案,设计了系统的结构模型,最后完成系统具体模块的开发调试.系统可实现载荷谱数据现代化管理、增加信息沟通渠道、提高结构疲劳寿命研究工作的效率.     

甘蔗收割机刀盘轴的疲劳分析和优化设计

通过实测甘蔗收割机作业工况的载荷信号,利用nCode Glphyworks进行信号处理,得到了能反映实际工作载荷的载荷谱。通过UG建立刀盘轴的三维实体模型,将三维实体模型导入ANSYS Workbench中进行网格划分和静力分析,得到刀盘在静力作用下的应力结果。根据载荷谱、有限元分析结果和材料的S-N曲线,利用nCode Designlife对刀盘轴进行了疲劳寿命预测,再根据静力分析和疲劳的结果,利用ANSYS Workbench对刀盘轴进行优化,最后验证优化后的刀盘轴是否满足实际使用的需求。     

圆盘切割式剑麻采摘装置设计与仿真

针对剑麻人工收割劳动强度大、效率低、成本高等问题，结合剑麻叶片物理特性和收割工艺特点，设计一种圆盘切割式剑麻采摘装置。首先，简述整机结构与工作原理；然后，对装置关键部件的结构进行设计，通过对刀具在切割过程中的受力与运动分析，确定刀具的回转半径和转速等结构与运行参数；最后，运用ANSYS对圆盘刀具进行静力学和模态分析，进而仿真优化刀盘结构，以刀具回转半径和安装角度为试验因素，刀具底部的最大应力和刀具顶部的最大形变量为评价指标进行两因素三水平正交仿真试验。仿真试验结果表明：当刀具安装角度为28°，最大回转半径为105 mm时，刀具的最大变形量为0.09 mm，最大应力为9.38 MPa，远小于刀具材料的最小屈服强度345 MPa；安全系数最小值为15，远大于1，最小循环次数为1010，进入了无限寿命区；根据刀具前6阶模态分析知，刀具的工作转速800 r/min，远小于极限转速。以上研究表明，刀具的刚度、强度和安全系数、疲劳寿命均满足要求，且不会发生共振现象。研究为剑麻收割机的设计及刀具避开共振点频率，减小因振动产生的变形，提供理论和技术参考。     

秸秆切割揉碎装置设计与仿真分析

切割揉碎装置设计的合理性是影响秸秆切割揉碎打捆机切割质量、工作性能和整机平衡性的主要因素。通过对切割揉碎装置粉碎刀的密度及其排列方式的研究,利用SolidWorks Simulation分析软件对粉碎刀和刀轴进行了仿真分析,获得了粉碎刀的最大应力为20.7 MPa,粉碎刀对秸秆的切削具有足够的强度支撑,根据获得的刀轴模态振型图,可知刀轴实际工作中的转速远低于其最低临界转速,满足实际工作的需求。      

仿生香蕉秸秆粉碎装置关键部件作业参数优化与试验

目前用于香蕉秸秆粉碎的刀具在使用过程中存在刀具磨损量大、刀具易断裂、刀具适应性差等问题.结合香蕉秸秆含水量高、纤维含量丰富等物理特性,基于仿生学原理,通过狼爪获取灵感,获取仿狼爪轮廓曲线刀刃曲线方程,加工出一种仿生式减阻型秸秆粉碎刀,并设计香蕉秸秆粉碎刀轴.运用中心组合试验设计理论对秸秆还田机作业关键参数还田机前进速度...     

基于ANSYS的谷物联合收割机设计与分析

以谷物联合收割机为研究对象,通过对收割机使用过程中的秸秆还田过程进行分析介绍,得出收割机刀辊的使用寿命是影响收割机使用性能的关键因素.对收割机刀辊结构进行受力分析,结合刀辊的使用工况,利用ANSYS技术进行刀辊疲劳寿命计算.计算分析表明:随着刀辊转速的不断增加,刀辊的损伤系数不断增加,造成剩余安全系数降低,影响使用过程...     

椭圆形刀顶对齿根弯曲应力的影响

着重研究了椭圆形刀顶曲线的形状对齿根弯曲应力的影响，并以减小最大齿根弯曲应力为目标，对椭圆形刀顶曲线的形状参数进行了优化设计。应用边界单元法，分别计算了普通圆弧形刀顶及椭圆形刀顶加工出的齿轮的齿根弯曲应力，应力分析结果表明：使用具有最优参数的椭圆形刀顶的刀具加工出的齿轮，其最大齿根弯曲应力比普通齿轮的最大齿根弯曲应力降低了１０．１％     

割草压扁机变速箱斜交锥齿轮设计与强度分析

为解决割草压扁机工作过程中传动轴转动角度过大引起的失效问题,设计一对斜交锥齿轮传动,计算锥齿轮的几何参数,校核锥齿轮的弯曲和接触疲劳强度。结果表明,设计的斜交锥齿轮强度满足使用需要,为后续斜交锥齿轮传动的设计与应用提供了重要的理论依据。     

立式甩刀茎秆切碎装置虚拟设计与动态仿真分析

采用UG软件虚拟设计了玉米收获机中立轴式甩刀三维实体。并应用机械系统动力学分析软件ADAMS构建了三维运动仿真模型,实现了在ADAMS环境下甩刀运动仿真分析和甩刀切割玉米茎秆仿真分析。仿真结果表明,甩刀运动初期刀片运动不稳定,切割玉米茎秆时切割力大小真实可靠。     

拖拉机动力输出齿轮疲劳寿命的试验研究

为了研究现有工艺下拖拉机动力输出被动齿轮的疲劳寿命,选取共振式高频疲劳试验机,对随机选取的某一型号拖拉机动力输出齿轮进行弯曲疲劳试验,测得齿轮的疲劳极限载荷和S-N曲线。通过试验取得的数据,为拖拉机齿轮的可靠性设计和寿命评估模型的构建提供依据。     

镁合金车轮疲劳寿命预测与优化设计

结合镁合金车轮的疲劳类型为机械高周变幅疲劳的特点,提出采用安全寿命设计方法分析镁合金车轮疲劳寿命的研究思路,建立了与车轮弯曲疲劳试验工况相对应的镁合金车轮有限元分析模型;对汽车车轮疲劳强度进行计算,在此基础上采用名义应力法对疲劳寿命进行了预测并进行优化设计。结果表明,车轮的质量减轻了22%,疲劳寿命仍能满足设计要求。