基于ANSYS瞬态分析的焊接结构振动疲劳分析方法研究

为分析焊接结构在动态载荷下的疲劳强度,基于ANSYS瞬态分析的动态结构应力计算方法 ,充分考虑其自身振动对焊缝寿命的影响,施加交变载荷,利用有限元分析软件ANSYS进行瞬态响应分析,获得其动态结构应力,再根据主S-N曲线疲劳预测理论获得焊接结构的疲劳寿命。对比分析静态载荷作用下的焊接结构在BS标准和美国ASME标准计算得到的焊接结构疲劳寿命,动态结构应力法能更准确预测焊缝的疲劳寿命。     

基于ANSYS／Fatigue的泵用压电振子疲劳分析

为预测压电泵驱动部件压电振子的疲劳寿命,建立了双晶片压电振子的有限元模型,并应用ANSYS软件对模型进行静力学分析,得到双晶片压电振子的等效应力图和危险区域最大应力节点．利用ANSYS／Fatigue模块对这些危险点进行疲劳分析,并和其他区域应力集中的点进行比较,得到双晶片压电振子的疲劳耗用系数．利用Miner法则判断压电振子是否满足设计要求,并预测其疲劳寿命．研究了不同基底材料以及结构参数对双晶片压电振子疲劳寿命的影响,并和单晶片压电振子进行了对应比较．结果表明,基底最优材料为Cu,半径变化不影响其疲劳寿命,而厚度变化对疲劳寿命的影响要比电压变化的影响要大,双晶片压电振子的疲劳寿命总要比单晶片的稍长些,这为选择和优化压电振子结构提供了理论依据．     

基于实测信号的叶片疲劳寿命敏度分析

通过在叶片危险部位粘贴应变片进行数据采集以获取其在当前运行工况下的应力时间历程,结合疲劳理论来预估其剩余工作寿命是工程中有效的疲劳问题研究方法。描述了数据采集过程中常出现的干扰因素,并对因此而产生的异常信号的识别和处理技术进行了研究。基于处理后的有效实测应变信号,运用名义应力法对该工况下的叶片剩余工作寿命进行了评估计算,获得了较为可靠的结果。并对影响其疲劳寿命的几种关键因素进行了敏度分析。     

基于功率密度的大功率拖拉机变速箱壳体疲劳分析

引入功率密度的概念,提出功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命预测方法,研究了应力幅值和载荷频率2个因素对大功率拖拉机关键零部件疲劳寿命的影响。以某型号88 k W拖拉机为研究对象,在实际调研、用户反馈和有限元分析的基础上,确定变速箱壳体疲劳损伤危险点位置,搭建动态应力测试系统,采集拖拉机不同作业工况下的应力-时间历程。基于实测载荷,利用功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命分析方法对拖拉机变速箱壳体的疲劳寿命进行预测,得到危险点的疲劳寿命为24 001 h,与基于Miner损伤理论和名义应力法分析得到的疲劳寿命(35 676 h)相比较,更接近实际工作寿命。本研究可为农机装备关键零部件的疲劳寿命预测提供更符合实际的分析方法。     

农用柴油机连杆有限元分析与结构优化

运用ANSYS软件对农用柴油机连杆进行了有限元分析,得到连杆的应力分布、安全系数和疲劳寿命的情况。计算结果表明:在最大压缩工况时,最大应力点位于连杆杆身与小头连接过渡处,其等效应力值为303MPa,安全系数为1.24;在最大拉伸工况时,最大应力点位于杆身与大头过渡的工字型截面处,其等效应力值为118MPa,安全系数为3.19。同时,根据计算结果对连杆结构进行了优化,从而提高了连杆的安全系数和疲劳寿命。     

基于Workbench的水轮机轴疲劳寿命分析

水轮机轴是水轮发电机组的关键部件,它在运行过程中承受交变应力的作用,由此产生的疲劳破坏问题会造成很大的安全隐患。以某混流式水轮发电机组为例,利用ANSYS Workbnech对水轮机轴进行了静力学分析,在此基础上采用理论方法对其进行了疲劳强度校核,并用Workbench中的疲劳分析模块对其进行了疲劳寿命分析。结果表明,水轮机轴疲劳安全系数大于许用安全系数,疲劳寿命为无限寿命,能够满足机组安全运行要求。疲劳分析方法对深入开展关于水力机械的疲劳问题研究具有一定的参考价值。     

基于田间实测载荷的拖拉机转向驱动桥壳疲劳寿命分析

针对拖拉机作业过程中承载幅值大、随机非对称的特点,综合考虑应力集中、尺寸效应、表面质量和载荷特性等因素对疲劳寿命的影响,从相对应力梯度、疲劳损伤区域和实测载荷应力比3方面对传统应力场强法进行优化,获取修正S-N曲线,结合拖拉机田间作业的实测载荷数据,分析某88 kW拖拉机转向驱动桥壳的疲劳寿命,并与传统应力场强法的预测结果进行对比。结果表明,相比于传统方法的预测结果(31 860 h),优化后的应力场强法的预测结果(25 467 h)更接近实际工作寿命(24 000 h)。本研究可为农机装备关键零部件的疲劳寿命预测提供分析方法。     

基于ABAQUS/Fe-safe生物质成型机环模疲劳寿命分析

运用三维建模软件Solidworks、有限元分析软件ABAQUS和耐久性疲劳分析软件Fe-safe 3种软件进行联合仿真,对环模生物质成型机的重要部件环模进行静力分析和疲劳寿命分析。运用有限元软件ABAQUS对环模进行了静强度分析,得到环模的应力云图,通过疲劳分析软件Fe-safe读取应力结果,施加载荷谱并通过Seeger法估算材料的S-N曲线,从而得到环模的寿命分布云图。分析的结果对环模的结构优化及其制造能够起到指导作用。     

基于静态特性的某汽车驱动桥壳疲劳寿命分析

为了分析某汽车驱动桥壳在静态特性下的疲劳寿命能否满足使用要求,首先建立驱动桥壳三维模型,通过有限元分析对驱动桥壳进行静力学分析,得到驱动桥壳在5种典型工况下的应力值和形变值,最大应力为703.69 MPa,最大形变为1.164 mm;然后基于静力学分析结果,通过有限元疲劳分析对驱动桥壳的几种典型工况进行疲劳寿命分析,建立材料的S-N曲线;最后得出驱动桥壳疲劳寿命为1.0×10^(6)次,安全系数最大为15,满足使用要求。     

再制造曲轴剩余疲劳寿命预测

为了判断再制造曲轴是否可以满足一个使用周期,采用全寿命名义应力法对剩余疲劳寿命进行研究。通过ADAMS的ENGINE模块仿真曲轴工作循环载荷历程,用Solid Works建立曲轴单拐模型,Hyper Works软件划分网格并进行有限元分析,找出曲轴危险部位及应力分布。利用Miner疲劳损伤理论,在n Code Design Life软件中分析曲轴疲劳寿命,全寿命减去当量寿命得到剩余疲劳寿命。再制造曲轴考虑不同厚度涂层对疲劳寿命的影响,剩余疲劳寿命需要乘以研究得到的疲劳修正系数,这样使得研究结果更加接近曲轴真实剩余寿命。     

基于workbench的混流泵反向发电疲劳寿命分析

部分泵站可进行反向发电工况运行,可以为泵站创造一定的经济效益。此时水泵转轮处于非设计工况,运用双向流固耦合对此时转轮的应力及变形规律进行研究,得出转轮最大应力发生在叶片进水侧叶片与转轮连接处,约为5.8 MPa,并从轮毂向轮缘处逐渐递减;最大形变发生在转轮叶片的进水口边缘处,约为0.013 mm,从轮缘向轮毂中心递减。根据转轮的应力分布情况进行理论计算,最小安全系数为9.24。利用workbench平台中的专业疲劳分析模块,利用疲劳分析工具Fatigue tools估算转轮的疲劳寿命,得出转轮根部为疲劳安全系数最小的部位为9.088 2,与转轮最大应力分布位置相同。两者的安全系数值均在转轮的疲劳寿命在材料安全范围内,在反向发电运行时满足安全稳定的要求。     

基于试验场实测应变的车辆下摆臂疲劳寿命分

在海南汽车试验场强化路面环境下对某轿车下摆臂应变模拟控制点的应变进行测定,得到其应变时间历程,并进行了频谱分析.讨论了在动态环境下准静态方法的使用条件.结合有限元静力分析结果通过准静态法获得危险点的应力时间历程,利用名义应力法对下摆臂疲劳寿命进行了计算和分析.在此基础上,研究了应变模拟控制点的选取、平均应力修正算法对计算结果的影响,所得结论有助于应变模拟控制点的合理选取,并对提高疲劳寿命估算的准确度有参考价值.     

合金钢超声工具头超声疲劳寿命研究

分析了超声工具头失效的原因。用超声疲劳试验技术研究了 4 0 Cr Ni Mo A钢不同微观组织在 2 0 k Hz时的疲劳寿命。结果显示表面处理能显著提高工件的超声疲劳寿命 ,并且在中等应力状态下 ,具有强韧配合的微观组织超声疲劳寿命最高。试样在超过 10 7周应力循环后继续发生破坏。     

大马力拖拉机车轮有限元分析

【目的】为了尽可能地使轮辋、轮辐、螺栓座及螺栓等实现强度设计,避免某零件强度过剩,降低产品的制造成本。【方法】研究小组利用有限元分析技术,基于Pro/E 5.0自带的热力分析模块Mechanic,以车轮扭转疲劳、侧向负载疲劳试验方法为依据,通过对某品牌70马力拖拉机后驱动车轮(W12×30)进行有限元分析,计算车轮的应力分布、变形量和疲劳寿命。【结果】1)对车轮加载扭矩M₁后,轮辐、支架与轮辋焊道处、支架的最大静应力分别为135 MPa、221 MPa、190 MPa,轮辐的最大位移量约为0.13 mm,车轮最低疲劳寿命约10^5.3。2)对车轮加载弯矩M₂后,轮辐螺栓孔周围区域应力较大,部分区域的应力已经超过348 MPa;支架和轮辋焊道处的应力大部分在285 MPa以下,只有个别位置的应力稍微超过材料的屈服极限;支架折弯处的最大应力约为169 MPa;轮辐的最大位移量约为0.846 mm;车轮螺栓孔处的疲劳寿命为10^3.7～10^4.6。【结论】该型号车轮在侧向负载作用下疲劳寿...     

淡水介质环境的25号钢疲劳性能试验研究

对我国水轮机常用材料25号钢光滑试件和焊接光滑试件在淡水介质环境下的疲劳性能进行了试验研究，在此基础上，利用三参数S－N曲线方程和Goodman等寿命曲线建立了应力幅值、应力均值和疲劳寿命关系式，以此作为疲劳寿命估算和疲劳可靠性设计的依据。     

齿轮弯曲疲劳寿命有限元计算方法研究

以材料弯曲疲劳特性为基础，采用有限元技术对齿轮的齿根应力进行分析，运用多轴疲劳设计准则对齿轮的疲劳寿命进行了计算。这一方法克服了传统的齿轮疲劳寿命计算中齿轮材料疲劳特性数据不足，应力计算不准的缺点。将计算结果与试验数据进行了对比分析，疲劳寿命计算值在试验值的0．3倍至3倍以内。     

基于ANSYS-APDL的空心气门应力和变形分析

利用ANSYS软件二次开发功能中的APDL命令流对空心气门进行建模,并对其进行热-应力耦合分析,研究空心气门在高温高压状态下的应力和变形情况。结果表明:气门盘部、过渡圆弧和锁夹槽位置应力较大,而气门盘部和过渡圆弧位置的变形也容易导致气门疲劳失效。研究结果可为空心气门的疲劳寿命分析提供参考。     

LR4105柴油机曲轴、连杆动应力分析研究

通过建立LR4105柴油机曲轴的有限元模型,利用EXC ITE和NASTRAN相结合,求解出任意转速下720°曲轴转角内的曲轴受弯、扭组合的应力分布,利用Goodman疲劳极限图评价曲轴在变应力作用下的疲劳寿命,为LR4105柴油机曲轴的可靠性分析提供了理论依据。     

汽车后桥壳的逆向建模及有限元分析

汽车后桥壳是支撑并保护主减速器、差速器和半轴的壳体零件,是汽车上主要承载构件之一。针对后桥壳的特殊性及结构特点,首先应用逆向工程技术对其进行逆向建模,然后对逆向建模后的汽车后桥壳进行偏差分析,获得了满足精度要求的后桥壳三维模型。同时为了确保逆向建模后的后桥壳能够满足强度、刚度和疲劳寿命要求,应用ANSYS分析软件对后桥壳进行了应力、变形和疲劳寿命分析。     

基于SolidWorks的甘蔗叶粉碎机刀片分析

用SolidWorks软件建立了甘蔗叶粉碎机的重要工作部件动刀片的三维图,将模型适当进行合理简化,模拟加载动刀片的受力,在合理设置边界条件和载荷并划分高品质的网格后,利用SolidWorks Simulation模块对动刀片进行应力、应变、位移以及优化分析,并对优化后的刀片进行疲劳分析。由此得到了动刀片的合理尺寸,降低了动刀的应力,提高了强度和寿命。