基于弹塑性有限元法的拖拉机车轮疲劳寿命预测研究

基于ANSYS有限元软件,以侧向负载疲劳试验和扭转疲劳试验为依据,通过W15Lx34型可调偏距式拖拉机车轮结构分析,阐明拖拉机车轮弹塑性有限元分析与局部应力应变法预测寿命的过程方法。研究表明,车轮安装偏距对疲劳寿命有负相关性,疲劳寿命随偏距增大而缩短。在常用偏距下,示例车轮疲劳寿命安全系数偏低。给出两种改进方案,并且综合四种偏距按疲劳积累理论计算疲劳寿命,结果显示:两种改进方案的常用偏距和综合偏距疲劳寿命有明显提升。     

单元类型选择对钢制车轮疲劳寿命仿真的影响

车轮的疲劳寿命直接影响着车辆行驶安全,对车轮的疲劳强度和寿命进行仿真计算与分析可缩短研发周期、节省研发经费。以某型钢制车轮为例对其疲劳强度和寿命进行了仿真研究,并针对在仿真中采用的单元类型对车轮的疲劳强度和寿命的影响进行了深入分析。首先应用工程软件建立了某型钢制车轮有限元模型,并分别采用两类常用单元对结构进行离散,按照国家标准(GB/T5334-1995)规定的试验方法对车轮施加载荷条件和约束边界条件,之后对车轮进行有限元仿真和疲劳寿命计算、分析。研究结果表明,单元类型的选择对强度计算以及结构疲劳寿命的估算有明显影响,在进行仿真分析时必须充分考虑结构形态及边界条件以便选择合适的单元类型。     

汽车前横梁疲劳寿命试验研究

运用基于有限元的疲劳寿命分析方法对前横梁疲劳寿命进行预测,模拟前横梁试验条件下的疲劳载荷,借助疲劳寿命分析软件(MSC-Fatigue)估算出前横梁各部分的疲劳损伤情况。预测前横梁的寿命,并通过计算结果与试验结果的对比与分析,验证了有限元计算模型的正确性,从而说明通过有限元方法来对结构零件进行疲劳寿命预测是可行的,也是很有必要的,从而大大推进产品的开发进度。     

桥壳垂直弯曲疲劳寿命的有限元分析

通过对疲劳寿命理论的分析，利用三维软件建立某后桥壳模型，导入到有限元分析软件ANSYS中，经过静力与模态分析验证后，进行后桥壳的疲劳寿命预测。将分析结果与台架试验结果进行对比，验证了有限元分析方法的可行性。为今后的结构优化研究提供了方向。     

铝合金车轮动态弯曲疲劳寿命预测

结合有限元法和疲劳理论对22×8.5JJ车轮进行了动态弯曲疲劳分析,得到了试验载荷下车轮的疲劳寿命分布.应用ANSYS软件建立了疲劳试验的有限元模型,并考虑螺栓预紧和多个面接触对计算结果的影响;采用24个载荷的序列模拟车轮一个载荷循环过程的受力状态.采用临界平面准则分析了疲劳寿命.分析结果表明车轮的疲劳破坏主要集中在轮辐根部的连接部位,与试验结果吻合.应用该分析方法能降低设计成本,缩短设计周期.     

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。     

汽车零部件疲劳寿命虚拟试验研究

以某车双横臂独立悬架的下控制臂为研究对象,基于有限元模态分析、多体动力学和疲劳分析等相关理论,综合运用MSC.Nastran,MSC.Adams及MSC.Patran(Fatigue)软件对其进行疲劳寿命集成化虚拟试验仿真研究,在较短的时间内预知该零部件的疲劳寿命和危险部位等信息。研究表明,该方法可以作为汽车设计和试验的有效手段。     

双质量飞轮内部传动结构强度及疲劳寿命分析

随着初级飞轮与次级飞轮相对转角的变化,分段变刚度双质量飞轮具有不同的刚度特性和非线性变化转矩,双质量飞轮内部传动结构作为传递动力和运动部分,结构可靠性和使用寿命必须保证。将建立的三维CAD模型导入HyperMesh软件中进行有限元分析前处理,建立了有限元分析模型,经过仿真求解计算,分析了结构变形、应力分布特点,对比分析和讨论了静强度和接触强度分析模型的结果,预测了结构疲劳寿命,结果表明:结构的静强度满足工作要求,在变载荷作用下结构的疲劳寿命远超过100万次,属于高周疲劳,能够满足要求。     

谷物联合收获机清选装置疲劳寿命分析

以等强度设计思想为指导,以提高联合收获机清选装置疲劳寿命、延长使用功效为目标,运用刚柔耦合动力学分析、疲劳寿命分析、装配尺寸公差分析等方法,通过建立清选筛动力学模型,对影响联合收获机清选系统疲劳寿命的因素进行研究,获得影响清选装置主要零部件疲劳寿命的关键因素。提出一种清选系统疲劳寿命分析方法和优化设计方法,并通过试验验证了该分析方法的准确性,仿真与试验应力偏差在20%以内。     

基于有限元技术的疲劳寿命分析

叙述了有限元技术在疲劳寿命预测中的应用和一般的分析过程;着重介绍了疲劳载荷历程的合成规则和表面节点应力状态的判断方法;归纳评述了常用的多轴疲劳损伤模型;针对结构中普遍存在的焊缝焊点给出了具体的疲劳寿命分析方法;最后给出驱动桥壳疲劳寿命分析实例,计算结果和试验数据基本一致,说明基于有限元法的疲劳寿命预测是切实可行的,可以降低成本,缩短研发周期。     

基于疲劳强度衰减模型的S-N曲线测定方法

基于经验的疲劳强度衰减模型，提出了一种测定材料和结构的S-N曲线简易方法，同时可以确定材料和结构的临界载荷。该方法通过单点应力下的疲劳试验和静强度测定，可以获得原来至少需要两级应力试验才能得到的材料和结构的疲劳曲线。用不同材料的疲劳试验进行了S-N曲线测定和验证，结果表明，该方法能够准确而且快捷地测定S-N曲线和临界载荷，减少了疲劳试验费用和试验工作量。     

导向臂空气悬架结构有限元仿真与试验验证

通过UG软件建立了悬架结构的三维模型,在此基础上,应用HyperMesh建立了结构的有限元模型;并在ANSYS-Workbench中对其进行了3种极限工况下的静强度校核,验证了结构的强度。通过采用滤波白噪声建立路面时域模型作为动力学仿真的路面输入,在ADAMS软件中,进行动力学分析,得到在该路面输入作用下的载荷时间历程曲线;在N-Code DesignLife软件中,运用线性累计损伤准则对结构进行了疲劳寿命的预测,得到结构在随机载荷下的寿命及损伤分布。此外,通过与企业项目合作,在疲劳试验机下对悬架结构部件做了耐久性台架试验,检验在受到近似随机载荷作用下悬架结构的使用寿命。     

一种随机载荷作用下疲劳可靠性估算的新方法

应用随机过程理论研究了疲劳过程中结构材料的剩余强度退化行为,分析了疲劳过程中两类随机性因素（内在随机涨落和外在随机涨落）在不同载荷条件下对疲劳寿命的影响。在此基础上,提出了一种随机载荷下疲劳可靠怀估算新方法。最后,以１５ＭnＶＮq钢试样的小样本疲劳寿命数据对该方法进行了验证。     

基于实测载荷的蔬菜田间动力机械车架结构优化

蔬菜田间动力机械作为一种新型机器,可以实现不同的收获前机械化作业,车架在田间作业时受到各种载荷作用,会伴随有动载荷影响,有必要对车架进行强度研究与优化设计。研究了其车架基于田间实测应变数据的多目标拓扑优化设计方法。利用HyperWorks软件对该车架进行有限元分析,得到了静应力分析条件下的应力分布,并确定车架的疲劳损伤热点;在数据分析基础上,粘贴应变片,组建动态应变测试系统,采集蔬菜田间动力机械典型作业工况下的载荷时间历程;对实测的应变时间历程数据进行预处理,分析车架在相应工况下的受力情况;利用nCode软件编制载荷谱,进行车架的疲劳分析与寿命预测,以此为基础提出了拓扑优化,构建了综合多种工况、以车架应变能和动态低阶固有频率为响应的多目标拓扑优化数学模型,进行轻量化设计。试验结果表明,车架的交叉焊缝处的疲劳寿命为7.5×104h,为15个测点中最短疲劳寿命,满足使用寿命要求,车架整体结构强度设计过剩。优化后的车架质量减小443.55kg,减轻了53.47%。     

谐振式曲轴弯曲疲劳试验恒载荷控制方法

为研究谐振式曲轴弯曲疲劳试验中试件裂纹扩展对谐振系统载荷放大特性的影响，且在此基础上实现试验系统的高精度恒载荷控制，对谐振系统的振动模型进行了详细的模态和谐响应有限元分析，通过对计算阻尼系数合理修正，有限元分析的结果可以很好地符合试验结果。根据多种裂纹尺寸条件下的分析结果，建立了试件裂纹尺寸、试件承载水平与系统振动特性之间的关系。讨论了为实现恒载荷特性，在试验过程中对加载频率进行调整的必要性，提供了以振动加速度为参考状态变量进行恒载荷控制的依据。     

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。     

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。