混合动力汽车电机驱动系统二维载荷谱研究

编制以雨流计数法为理论基础的Matlab二维载荷谱程序,用以对混合动力汽车电机驱动系统载荷时间历程进行统计处理,得到载荷值、均值雨流矩阵,进行幅值、均值各自分布假设检验,以及独立性和相关性检验,获得二维联合分布概率密度函数,建立了混合动力汽车电机驱动系统台架试验用二维载荷谱。     

农用拖车疲劳寿命的可靠性分析

本文根据应力—强度干涉模型的基本原理,推导并建立起对构件(材料)疲劳寿命进行可靠性分析的计算公式,并将该公式的应用过程编制成计算机程序。构件上由随机载荷引起的应力分布是由实测的载荷—时间历程经雨流计数、统计分析后得到的。采用二维随机变量的概率密度函数来描述,以便使交变载荷的均值和幅值的变化特征都得到充分的反映。构件的疲劳强度分布是由材料疲劳强度试验的结果经统计处理后,用两条拟合曲线来描述的。一条是中值S-N曲线,它给定了强度分布的基本形态:另一条是描述试验结果分散程度的标准差随应力变化的关系曲线,它给定了疲劳强度的分布范围。作者对7C-503型拖车车架进行了室内快速模拟疲劳试验,以验证本文的计算结果,以及本文建立的分析构件(材料)疲劳寿命可靠性的计算公式和计算程序的正确、可行性。     

花生联合收获机秧蔓夹持输送系统载荷谱编制

花生联合收获机夹持输送系统存在经常堵塞问题,对其液压系统的工作载荷进行研究极为关键。为得到反映花生秧蔓夹持输送系统的典型作业载荷谱,根据多次田间试验结果,选取花生秧蔓夹持输送系统液压马达输出轴转速为310、360、410r/min时的工况,进行系统液压马达田间作业载荷测试试验。针对大量的测试数据,采用转折点提取方式将载荷数据压缩至原来的1/50左右;随后利用雨流计数将时域内的载荷转换为雨流域内的均值、幅值载荷;再根据极大似然参数估计法分别对均值、幅值载荷数据进行统计分析。基于拟合检验结果分析得到,当花生秧蔓夹持输送系统液压马达输出轴转速为410r/min时,系统压力载荷均值和幅值分别满足分布均值为7.28、标准差为0.81的正态分布以及阈值为0.32、尺度参数为0.30、形状参数为0.90的三参数威布尔分布要求,可作为系统载荷谱编制的典型田间作业工况。由于室内台架试验以及花生秧蔓夹持输送系统机械零部件测试及产品结构优化设计的需要,将系统液压马达的压力信号转换为扭矩信号。根据均值、幅值的独立性,建立典型作业工况载荷的联合概率密度函数,采用载荷外推法得到液压马达输出轴扭矩的二维载荷谱,同时,结合实际试验加载的需求,进行二维载荷谱的降维操作,根据变均值法得到一维扭矩程序谱。     

基于自适应带宽核密度估计的载荷外推方法研究

为了快速准确地得到玉米收获机车架的载荷谱,针对载荷谱编制过程中传统的载荷外推方法的局限性,提出一种基于四叉树算法的自适应带宽核密度估计(Kernel density estimation)算法,用来进行载荷外推.将经过预处理的实测原始载荷数据进行雨流计数统计,得到载荷循环均幅值矩阵,将小于载荷循环最大幅值10％的载荷滤...     

汽车道路模拟试验载荷谱的研究

室内道路模拟试验需要重现测试车辆在试验场道路行驶状态,而时域损伤编辑法与传统编制载荷谱的方法相比更能满足其需求。以测试车辆后独立悬架和副车架试验场载荷谱为原始谱,应用时域损伤编辑法,通过研究损伤时间窗口和损伤保留比例对加速谱时间保留长短和加速前后功率谱峰值差异的影响,选取适当时间窗口对原始谱进行编辑,生成台架加速谱。并从时域、幅值域、频域3个方面对原始谱和加速谱进行分析对比,验证了该方法的合理性。     

副车架疲劳载荷分析方法

结合LMSTWR软件,详细介绍了基于混合路面的轮心位移反求法求取副车架载荷谱的方法。通过在某MPV上布置合适传感器,在试验场测得道路载荷谱信号。根据实测的数据,建立整车多体动力学模型。基于处理后的道路载荷谱与多体动力学模型进行虚拟迭代,并进行副车架载荷分解。结果表明,迭代仿真得到的信号与试验值吻合度较好。     

基于六分力仪提取载荷谱的某乘用车副车架疲劳分析

以某乘用车前副车架为研究对象,在定远试验场用六分力仪提取该乘用车4个轮心的载荷谱,在ADAMS中建立副车架与悬架的刚柔耦合多体动力学模型,将基于六分力仪提取的轮心载荷谱,导入到该多体动力学模型中求取副车架结合部位的载荷谱,在HyperMesh软件中对副车架进行单位载荷下的静力分析,最终在疲劳仿真软件n Code中对其进行疲劳仿真分析。通过台架试验验证上述疲劳仿真分析结果,对副车架进行结构上优化,其疲劳开裂问题得到解决。     

某型拖车副车架的塑性变形分析及优化设计

针对某型拖车副车架发生塑性弯曲变形的问题,基于有限元法计算分析了副车架的结构应力分布,明确了副车架纵梁强度不足是结构失效的原因,并针对性地加强优化了副车架的纵梁结构,弥补了拖车结构的缺陷,提高了拖车的承载能力,为类似拖车结构设计提供了一种借鉴参考。     

基于载荷特性的玉米收获机车架有限元分析与试验

玉米收获机作为一种大型复杂的农业机械,其各工作部件与车架的连接和支承方式复杂。针对国内某款玉米收获机,基于各总成部件与车架的连接方式和载荷布置特点,提出了一套适用于其车架的有限元载荷施加方法。然后在车架表面选择8个测点粘贴应变片,通过整机装配实现车架的加载,在静态空载和静态满载两种工况下测试车架各测点的应力,对比分析有限元计算结果和试验结果：各测点有限元分析值和试验值应力变化趋势基本一致,除测点1试验值与有限元分析值相对误差较大,其他测点相对误差都在20%以内,从而验证了玉米收获机车架有限元模型加载方法的可行性。     

轮式拖拉机前桥载荷谱测取方法的初步研究

本文介绍了测取拖拉机前轮空间载荷的贴片方案、仪器布置及标定方法。并叙述了对样本的几种检验以判断数据的性质和样本的概率密度函数。然后根据分布函数作外推从而获得单一工况的载荷谱,经多种工况合成即得合成载荷谱。     

商用车车架有限元静力分析与研究

车架的功用是承载连接汽车的各零部件,并承受来自车内外的各种载荷。本文通过建立车架有限元模型,设置扭转和弯曲两种典型工况下对应的边界条件和载荷条件,对该车架进行刚度、强度校核。实验结果表明车架在遇到各种工况时能达到设计要求,验证了其准确性。     

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%。     

随机载荷作用下的疲劳寿命估算

在实际工作中,大多数的零部件所受载荷的幅值和频率都是随时间而变化的,大部分的零部件在实际工作中都是疲劳运作。本文主要介绍一种随机载荷处理方法——雨流计数法,通过雨流计数法对随机载荷进行处理得到载荷谱。然后,采用名义应力法对其进行疲劳寿命计算。     

拖拉机载荷二维概率分布模型及其工程应用

提出了拖拉机载荷二维正态概率分布模型,导出了其联合概率密度函数的计算表达式,经6种零件验证表明:这种模型适合于拖拉机,是编谱方法规范化与室内快速模拟试验的理论基础,有广阔的工程应用前景。     

基于FDR阈值自动选取的拖拉机PTO转矩载荷谱外推

针对时域外推过程中常用的阈值选取计算复杂、精度低等问题,基于错误发现率(False discovery rate,FDR)提出了一种阈值自动选取方法,并基于该方法进行了拖拉机动力输出轴(Power take-off,PTO)转矩载荷谱外推研究。首先,利用开发的拖拉机PTO转矩无线监测系统采集拖拉机作业工况下的载荷数据,并进行数据预处理;将顺序拟合检验与多重检验相结合,采用FDR自动阈值选取法选取了最优阈值,确定了时域外推数据的上限阈值为342 N·m,下限阈值为100 N·m;基于极大似然估计对超阈值数据进行了广义帕累托分布(Generalized Pareto distribution,GPD)尺度参数和形状参数的拟合,建立了PTO转矩载荷的超阈值模型,并与传统图像法的拟合结果进行了比较,结果表明,两种方法的拟合结果与载荷样本的决定系数均大于0.995;从拟合优度来看,对于上限阈值,自动阈值选取法的拟合优度比图像法的拟合优度降低8.7%,而对于下限阈值,自动阈值选取法比图像法降低31.21%。利用时域外推方法对PTO转矩载荷数据进行外推,对外推1倍后的载荷时间历程与原载荷时间历程进行对比分析;当时域外推因子为131、PTO转矩累积频次达到106次时,得到了PTO转矩载荷谱;基于统计学特征与雨流计数分析对外推载荷谱进行了验证,结果表明,外推后的载荷谱与样本载荷谱分布规律一致,能够在保留载荷特征的前提下实现均值、幅值的双向外推。     

深松铲工作载荷测试与载荷谱编制

深松铲在旱地农作物、甘蔗、牧草种植等作业中得到广泛应用。深松铲载荷谱是合理设计深松铲的重要依据,可为深松铲的优化设计与可靠性分析提供数据支撑。利用三维建模与有限元分析方法,建立深松铲的应力分析模型,确定结构损伤点;在大田条件下进行深松铲的载荷测试试验,对测试信号进行分析处理,应用雨流计数法等编制深松铲的一维载荷谱,得出:正向弯曲载荷谱、侧向弯曲载荷谱、侧向拉伸载荷谱的波动中心分别为3 516 MPa、30 MPa、45 MPa,其各自的载荷循环累积频次分别为277 671次、247 565次、289 693次,其各自的最大幅值为8 744 MPa、264 MPa、392 MPa,将最大幅值按非等间隔法处理得到8个等级,实验室程序加载时可将幅值按等级叠加在不变的波动中心上。     

拖拉机车架有限元分析方法研究

运用ANSYS软件强大的有限元分析功能对该车架进行网格划分,并施加适当的约束和载荷,对车架进行有限元静态分析,从而校核了拖拉机车架的强度和刚度。分析结果表明,校核拖拉机车架的强度和刚度能满足要求。为了验证静力特性分析结果的正确性,采用试验法求出关键部位的实际应力值。与其对比,分析结果基本正确,为进一步对车架进行改进和优化提供了依据。     

金龙XMQ6608NE1客车车架分析研究

车架作为汽车总成的一部分,行驶过程中会承受复杂交变载荷的作用,所以,对其强度和刚度的设计尤其重要。运用有限元法对车架进行分析。利用UG建立了金龙XMQ6608NE1客车车架结构模型,运用UG中有限元模块对车架进行有限元静强度分析,得出车架应力分布云图和位移云图。分析结果表明:最大应力值为165.21MPa,最大位移为2.815mm,在弯曲工况中,最大应力发生在车架首、尾部,相对于车架的总长度而言,最大位移变形量和最大应力均满足设计要求。     

随机载荷作用下的曲轴工作可靠性分析

考虑到试件在实际工作中载荷循环特征的分散性对其疲劳寿命的影响,建立了一种以应力幅值和应力均值为基本随机变量的二维应力-强度干涉模型.讨论了该模型建立的原理,给出了干涉模型的几何示意图以及极限状态方程.应用该模型对S195型柴油机曲轴的失效概率进行了蒙特卡罗求解,其结果与实际统计的失效概率吻合较好.根据多种情况下的模拟数据,分析了曲轴强度均值及变异系数对其工作可靠性的影响.