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ASME标准的大轴重罐车车体疲劳寿命预测

近年来,铁路运输不断向重载运输方向发展,大轴重罐车作为重载运输的主要车型,其疲劳强度越来越受到关注。基于此,以27t大轴重罐车为研究对象建立有限元模型,采用美国ASME标准中主S-N曲线法,评估了罐车车体重要焊缝位置的疲劳寿命。根据子模型求解方法,对子模型中包含的相关焊缝进行疲劳寿命计算,并与原模型疲劳评估结果对比。分析发现,单元疏密程度对等效结构应力法评估焊缝疲劳寿命影响甚微。为今后问题突出区域或关键部件的疲劳评估提供参考。     

基于有限元分析的扭力梁后桥疲劳寿命研究

为研究汽车扭力梁后桥疲劳寿命,以某商用车扭力梁后桥为研究对象,应用Hyper Mesh软件进行扭力梁后桥有限元建模和仿真,对扭力梁后桥进行静强度分析,确定应变片测点。采集汽车扭力梁后桥各种路况下的工作载荷,分别采用n Code软件和随机载荷谱下计算汽车扭力梁后桥疲劳寿命,均与实际试验结果吻合。通过多通道台架试验对其进行验证,结果表明该仿真方法较为准确。对扭力梁后桥的精准建模,进一步提升其疲劳寿命预测准确性,为零部件的设计提供参考,从而提高车辆行驶安全。     

基于ANSYS的货车转K6型转向架摇枕疲劳强度分析

以货车转K6型转向架摇枕为研究对象,并依据不同工况下的载荷情况对其进行了有限元分析,最后确定了疲劳薄弱部位。对摇枕强度的分析为工程中摇枕的检修提供了科学的依据,保证了列车运营的安全性。     

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%。     

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。     

汽车座椅骨架焊接结构疲劳寿命评估

提出一种采用等效结构应力法计算汽车座椅骨架焊接结构疲劳寿命的方法.通过建立壳单元模拟焊缝结构的精细化有限元模型,开展座椅骨架的有限元分析,确定可能的疲劳失效部位;采用雨流计数法统计强化道路测得的汽车座椅随机载荷谱.以Conover八级编谱原理为基础对雨流计数法结果进行再编谱,得到有工程代表性的等寿命典型载荷谱块.用结构...     

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.     

子模型技术在转向架构架疲劳寿命预测中的应用

为全面准确地获得动车组转向架在工作过程中的疲劳特性,针对转向架焊接构架几何结构相对复杂的特点,采用子模型技术对构架的疲劳寿命进行了分析。对焊接构架的整体模型进行了初步的受力状况分析,为保证计算精度,建模时,尽可能地保持构架原有的几何特征,并使边界条件符合实际工况;为解决仿真计算过程中有限元模型过于庞大、计算耗时长等问题,引用了子模型技术。在验证所设计的子模型可靠的基础上,利用子模型技术,对焊接构架的关键焊缝进行精确的疲劳寿命预测,计算结果表明,该型转向架构架焊缝的疲劳寿命满足设计要求。     

农用运输车后轴疲劳寿命强化研究

为了探索农用运输车后轴疲劳寿命的强化规律,采用后轴实物物理试验的方法,比较系统地研究某农用运输车后轴在低幅载荷作用下结构疲劳寿命的改变,证实低幅应力区内存在一个强化载荷区。用强化载荷区内的不同载荷对后轴进行预锻炼,后轴结构的疲劳寿命会有不同程度的提高,最高可使疲劳寿命提高一倍。在试验结果的基础上,估算出农用运输车后轴疲劳寿命最佳强化载荷出现的区域,为摸索利用低载强化提高后轴的疲劳寿命提供技术依据。     

无限寿命无规律应力下拖拉机底盘的疲劳研究

利用逐次逼近算法对于无规律应力和无限寿命下拖拉机底盘类的机械构件疲劳破坏概率计算进行了研究;同时,给出了疲劳破坏时极限载荷系数Np的算法程序以及机械零件在无规律载荷和无限寿命时破坏概率P的查找线图,供工程技术人员实际设计时应用.     

用于某种电动客车的铝合金榫卯节点疲劳性能研究

针对铝合金电动中巴客车行驶环境中榫卯结构的疲劳强度问题,以铝合金榫卯节点为研究对象开展三点弯曲疲劳试验,研究铝合金榫卯节点疲劳性能。研究结果表明,榫卯节点裂纹萌生寿命位于总寿命的10%~20%区间。根据寿命曲线预估,每降低一个载荷等级,榫卯节点疲劳寿命约是前一载荷等级的2倍。疲劳破坏先是卯梁上翼缘受到挤压开始萌生裂纹,接着节点周围焊缝处产生新的裂纹,随着变形量增大,样件最后断裂失稳。     

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。     

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。     

自升式平台结构强度与疲劳分析设计方案

自升式平台是海洋石油开采中经常使用的一种钻井平台。自升式平台作为典型的海洋工程装备,因其长期遭受波流等随机环境载荷的作用,平台涉水部位会产生巨大的应力,极易导致平台桩腿部位产生疲劳破坏。因此,对自升式平台的结构强度分析和疲劳评估研究工作是必不可少的。笔者针对某自升式平台,基于SESAM软件建立模型,依据船级社规范对自升式平台的结构强度分析以及桩腿的疲劳寿命评估进行了研究方案设计,为在服务期间的平台强度和疲劳寿命分析提供了技术路线,并为其他典型海洋平台的研究提供了参考和借鉴。     

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。     

单轴拉-拉条件下7075-T651铝合金疲劳行为的研究

为研究单轴拉-拉条件下7075-T651铝合金疲劳行为,应力比为0.1,选择弹性范围内5种载荷级别进行疲劳试验,使用S-N曲线和p-S-N曲线表征此条件下7075-T651铝合金疲劳性能,并通过断口形貌分析了在不同载荷级别下的失效机理。结果表明,随着载荷级别的降低,疲劳寿命随之增加,不同应力级别下峰值疲劳寿命的存活率维持在10%~31%范围内,断口特征呈现典型的疲劳断裂。     

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。