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。     

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。     

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%。     

基于城市轿车循环行驶工况的汽车轮毂疲劳寿命预测

以16×7J铝合金轮毂为研究对象,依据国内城市轿车循环行驶工况,分析轮毂行驶载荷谱,此种编谱方法可以真实反映轮毂所受载荷大小和作用位置。通过有限元分析得到轮毂受力危险点的应力-时间曲线,提取每一循环修正后的应力幅值编制应力谱。依据疲劳分析理论结合轮毂的S-N曲线,把应力幅值作为疲劳分析的基本参数,将改进的Miner公式用于轮毂的疲劳寿命预测,最终以"循环公里数"度量轮毂疲劳寿命。     

对拖拉机支承系统疲劳损伤主导因素的探讨

<正> 在车辆工程学的强度研究中,疲劳分析方法得到越来越多的应用。但这种应用多以估算构件的寿命和确定构件的结构及尺寸为目的。采用的方法是把各种典型工况的载荷谱按一定比率加以合成并扩展,以合成载荷谱为计算依据,不分别研究各典型工况载荷谱的疲劳损伤作用。在进行拖拉机使用调查中发现,虽然拖拉机是兼作多种作业的农用动力机械,但其支承系统的损坏(指随机颠簸动载荷作用下的高周疲劳损坏)多在运输     

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。     

基于损伤等效的拖拉机机罩频域振动疲劳加速试验研究

为了验证某拖拉机机罩是否满足颠簸试验标准的结构强度与疲劳寿命要求,根据疲劳损伤等效原则,采用频域疲劳加速方法,计算短时间实测载荷的损伤谱,并将损伤谱进行外推叠加,得到适用于电磁振动台加载的功率谱。通过台架试验验证了某拖拉机机罩的寿命能够达到设计要求。这种频域振动疲劳加速试验的载荷谱编制方法具有重要的实用价值。     

CAP1400核主泵叶轮动应力计算及疲劳寿命预测

为实现核主泵叶轮疲劳寿命预测,考虑叶轮高温高压的恶劣运行工况建立流-热-固耦合计算模型,应用ANSYS CFX软件对核主泵叶轮内部流动的压力载荷和温度载荷进行非定常数值计算,在ANSYS Workbench中实现载荷向结构的传递,并对叶轮动力响应疲劳载荷开展研究.利用雨流计数法对叶片危险部位的载荷数据进行统计分析,进一步结合Palmgren-Miner理论对核主泵叶轮的最小疲劳寿命周期进行预测.研究结果表明：叶轮在旋转过程中承受周期性交变应力的作用;叶轮叶片进、出口边与前、后盖板交接处容易发生内部应力集中,最大应力出现在叶片出口边与前盖板交接处,为142.57 MPa;叶片各危险部位承受应力波峰和波谷的时间基本一致;叶轮产生的疲劳为应力疲劳,疲劳破坏首先发生在叶片进口边与后盖板交接处;计算得到叶轮的疲劳寿命为277.94 a.研究结果可为叶轮的动态强度优化和疲劳设计提供一定参考.     

小型涡喷发动机减速器齿轮啮合疲劳分析

建立某无人机用小型涡喷发动机减速器齿轮三维有限元模型,把发动机主轴的载荷谱转化为齿轮载荷谱,基于接触分析模型,得到一个啮合周期下的应力变化,应用S-N曲线,估计了该发动机减速器齿轮啮合疲劳寿命。这种基于有限元分析的齿轮啮合疲劳分析,为该齿轮副优化设计提供理论依据,也为其它齿轮的疲劳分析提供借鉴。     

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。     

联合收割机行走半轴的疲劳分析

为准确预测联合收割机行走半轴的失效部位以及使用寿命,利用nSoft软件的数据处理模块合成了联合收割机行走半轴典型工况的载荷谱;采用SolidWorks软件建立了联合收割机行走半轴的三维有限元模型,并用载荷谱外推后的最大值进行加载,得到行走半轴花键处的剪切应力云图和等效应力云图,等效应力的最大值小于材料的屈服极限;基于Simulation模块中定义的S-N曲线对行走半轴进行了疲劳分析,预测了行走半轴花键齿根部的工作寿命为2 752h,与厂家提供的售后使用记录中的行走半轴失效时间较为接近。     

烟秆拔秆破碎机机架轻量化设计与随机振动疲劳分析

为优化自行研制的一体式烟秆拔秆破碎机质量及作业功耗,探究随机振动对整机疲劳寿命的影响,采用基于遗传算法的多目标优化、振动试验和基于功率谱密度(PSD)的随机振动疲劳计算等方法对机架进行轻量化设计和疲劳寿命分析。首先通过振动试验获得典型测点的加速度功率谱密度,再将其作为随机振动载荷添加到有限元中进行随机振动响应分析,最后计算出该载荷机架的疲劳寿命。结果表明,优化后使机架的在保证结构强度的基础上质量减轻19.6%,当随机振动频率为47.814 Hz时,机架的功率密度谱最大响应值为6.66e-7 m~2/Hz,随机振动载荷下烟秆拔秆破碎机的振动疲劳寿命约为3.65年。     

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。     

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。     

基于可靠性的A+SUV转向节疲劳研究

提高零部件的耐久性,保证汽车零部件轻量化后的安全可靠性对汽车研发具有重要意义。以某款A+车型转向节为研究对象,基于可靠性理论,根据双层优化结果,进行动力学耦合建模,得到转向节总成运动和受载荷等相关参数。在此基础上,根据可靠性要求,进行载荷响应谱分析及S-N疲劳寿命分析,分别在不同工况、不同载荷情况下,测试转向节疲劳寿命,得到转向节的平均疲劳寿命为2.5289 107次,远大于实际工程需要。分析表明A+SUV转向节在材料与结构双层优化下,可靠性寿命得到了有效保证,满足工况需求。     

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。     

柴油机曲轴的疲劳寿命估算

影响曲轴疲劳寿命有很多原因,而且准确地估计出曲轴疲劳寿命的难度较大。现以某型柴油机组成的动力装置为原始模型,运用有限元模型分析的方法计算柴油机曲轴在一个周期的动态应力,再用这个周期的应力载荷谱结合疲劳计算方法分析曲轴疲劳寿命。结合不同理论下的曲轴疲劳寿命,比较后得出适合的方法。     

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.     

基于流固耦合的压缩机阀片疲劳寿命分析

车用空调涡旋式压缩机阀片工作在交变载荷及高温环境中,阀片的性能及寿命影响整机性能。基于此,使用Star-CCM及ABAQUS软件作为流固耦合平台,建立了阀片的流固耦合双向仿真模型,在压缩机最大排气压力工况条件下得到了阀片的结构应力分布云图;基于Miner准则使用MSC.fatigue软件预测了在修正S-N曲线条件下的阀片疲劳寿命。为复杂工况条件下结构的疲劳寿命预测提供了较好的分析理论与方法。     

峰值计数法疲劳载荷谱的编制与统计处理程序

本文根据峰值计数法的计数原理,提出了峰值计数法及其疲劳载荷谱的编制程序。通过Z80M-5计算机,经过D 7A模拟接口对实测到的磁带记录模拟信号自动进行采样和压缩处理,用峰值计数法进行计数,按疲劳统计原则进行统计处理,给出的疲劳载荷谱直接用于室内模拟加载试验或疲劳寿命预测分析。文中还就用峰值法编制疲劳载荷谱的过程中遇到的问题如子样的统计处理,波动中心的计算等进行了讨论,并给出了母体最大值的推断公式。