一种轿车扭转梁的疲劳寿命计算方法研究

对一种轿车扭转梁在台架扭转疲劳试验中的疲劳寿命计算方法进行了研究。应用模态瞬态有限元分析方法对这种疲劳试验进行了模拟,计算出有限元模型中关键单元的带符号Von Mises应力时间历程。应用基于局部应力-应变法的软件处理该应力时间历程的稳态段,计算疲劳寿命。结果表明,该计算疲劳寿命相当接近于这种扭转梁的平均试验寿命。     

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。     

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。     

疲劳分析中局部应力-应变法的若干研究

本文讨论了在疲劳寿命估计的局部应力-应变法中使用的三条曲线,即应变-寿命曲线、循环应力-应变曲线和循环应力-应变滞后环曲线。为了改进有关计算方法,用最小二乘法对这三条曲线进行了拟合,得出了以应变为参数的表达式。 本文还介绍了“峰值暂存法”,并给出了以它为核心的估算疲劳裂纹形成寿命的FORTRAN Ⅳ程序。计算的结果和试验数据相符很好。 最后,用本文提出的程序对7C-3型农用挂车后轴在垂直载荷下的疲劳寿命进行了预测。其结果与实验结果符合较好。     

一种估算构件疲劳寿命的新方法

传统的寿命估算方法是名义应力法,这种方法根据构件的名义应力历程、构件的S-N曲线和累积损伤理论估算寿命。这种方法需要做构件的S-N曲线,而且估算的结果常常很不精确。近年来国外发展起一种新的寿命估算方法,这种方法根据构件关键部位的弹塑性分析,将名义应力历程转化为关键部位的局部应力-应变历程,根据局部应力-应变历程和材料的疲劳特性及累积损伤理论进行裂纹形成寿命的估算,称之为局部应力-应变法。这种方法已     

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%。     

基于高性能计算的曲轴系统动力学与疲劳仿真

针对曲轴的动力学仿真和疲劳寿命计算,建立了一种曲轴系统大规模直接计算模型,借助高性能计算(HPC)技术并利用显式有限元算法实现了动力学模型的直接求解,结果详细描述了包括曲轴强度和变形在内的曲轴系统动力学特性。采用全寿命分析方法直接对动力学仿真结果进行曲轴寿命及安全系数的计算,基于应力-时间历程等动态结果进行的疲劳分析结果显得更为真实。计算过程和结果证明了曲轴系统直接动力学及疲劳仿真分析方法的可行性和有效性。     

估算低周疲劳寿命能量法的探讨

估算疲劳寿命常用的方法有名义应力法和局部应力－应变法。名义应力法的一个重大缺点是不能考虑构件由于应力集中所产生的局部塑性变形对疲劳寿命的影响。局部应力－应变法虽然能考虑这一影响，但它和名义应力法一样，在进行累积损伤计算时要用到Ｍｉｎｅｒ准则，而许多实验证实￣［１］Ｍｉｎｅｒ准则存在很大的分散性，因此，用Ｍｉｎｅｒ准则进行累积损伤计算必将影响疲劳寿命估算的准确性。本文提出的估算低周疲劳寿命能量法既考虑了局部应力和应变对疲劳寿命的影响，又避免了使用Ｍｉｎｅｒ准则。利用文献２给出的４种钢材低周疲劳实验结果，本文得到这４种钢材的临界疲劳损伤能Ｗ＿ｃ，和能量转换指数ｍ。     

某轿车白车身整车动力学分析

在某轿车白车身有限元模型基础上进行了进一步的分析,在Adams中建立了刚柔耦合的多体动力学模型,然后通过多体动力学分析,模拟车辆在B级路面上的行驶过程,得到了各连接位置的受力、柔体车身应力分布情况及车身模态参与因子DAC文件等时间历程数据。这些时间历程数据可用于评价车身悬架件是否超出其承载能力,车身应力是否有应力集中区域。模态分析的应力结果与DAC文件还可用于计算车身疲劳寿命。     

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。     

结合载荷相关性分析下摆臂快速模拟试验研究

以某轻卡麦弗逊前悬架左下摆臂为分析对象,通过在通县试验场进行摆臂结构及轮心载荷的采集,通过ncode软件对已测载荷谱进行分析提取处理,进而进行六分力载荷与摆臂应变载荷的相关性分析,确定造成摆臂损伤的轮心主导失效载荷,进一步确定摆臂载荷与轮心载荷的回归方程。通过载荷回归前后的损伤对比以及功率谱密度分析,进一步验证了方程的准确性,实现载荷降维。最终,通过摆臂实测载荷实现摆臂加速谱的编制。     

基于悬架刚柔耦合模型的汽车平顺性

基于多体动力学理论,应用机械系统分析软件ADAMS/Car,建立了计及悬架下摆臂、纵向推力杆和横向稳定杆柔性的刚柔耦合整车模型,其中柔性杆件的模态通过有限元分析获得.对车身、下摆臂垂直加速度功率谱密度以及悬架动行程和轮胎动位移进行了分析.并与多刚体模型的仿真结果进行了比较.研究结果表明:与刚体模型相比,刚柔耦合的作用使车身垂直加速度功率谱密度的幅值降低了21.5%,下摆臂垂直加速度功率谱密度的峰值减小71.3%,轮胎动载荷减小约10%,悬架动行程增大15%～20%;刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,悬架构件的柔性在汽车平顺性分析中不可忽视.     

FSAE赛车悬架系统的设计及分析

根据FSAE大赛规则要求,对赛车悬架系统的类型进行了选择,并对其进行了设计,确定了悬架的基本参数,在此基础上,在CATIA软件中建立了悬架总成的三维模型,对其关键零件前悬架摇臂进行了有限元分析,结果表明,其强度满足要求,对实车的制造提供了一定的参考.     

麦弗逊式悬架三角形下摆臂对悬架特性参数影响分析

为了提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性,在悬架运动学的理论基础上主要分析了麦弗逊式悬架的下摆臂对悬架特性参数的影响。首先,进行悬架特性参数分析,建立特性参数的测量函数,仿真模拟出特性参数测量函数曲线。然后,分析各特性参数与车轮跳动量间的关系,确定悬架特性参数对汽车行驶平顺性和操纵稳定性的影响关系。最后,分析下摆臂与悬架特性参数之间的关系,以便优化目标参数。通过以上分析可知,若下摆臂水平角在一定范围内越小,则各特性参数变化越平缓,汽车的行驶平顺性和操纵稳定性越好。     

SR100垂直摇臂式喷头摇臂有限元分析

针对垂直摇臂式喷头导流器几何结构及运动特性,研究了摇臂在运动过程中的受力及约束情况,并结合动力学理论计算公式,计算和分析了喷头在运动过程中载荷大小和约束情况.采用ANSYS Workbench软件,建立摇臂三维模型,对摇臂进行有限元模态分析、静力学分析及疲劳可靠性分析.通过有限元模态分析,得出各阶模态下摇臂的固有频率和振型,该摇臂的各阶振型主要表现为弯曲、扭曲及局部变形;当摇臂的工作频率小于41.785 Hz时,其振动以一阶振型为主.通过静力分析得出摇臂的应力分布情况,发现在摇臂安装导流器处存在较大的应力分布;通过对摇臂的疲劳分析,发现摇臂各部位安全系数差别很大,其最小值位于摇臂前端,为1.229 1,长期工作此处易发生裂纹或断裂.为提高摇臂的工作稳定性与可靠性,可以通过加强薄弱部位设计,或改进局部结构、提高材料的力学性能来实现.     

基于有限元的汽车扭臂热锻工艺研究

文章以汽车扭杆力臂为研究对象,通过DEFORM-3D有限元分析对汽车扭杆力臂热锻工艺过程进行模拟试验,分析了成形过程中的上模载荷情况、应力应变场分布情况和温度场的变化规律。以提高产品质量和降低载荷为主要目的,给出合理的热加工参数,分析结果能为类似锻件的热模锻工艺和模具设计提供依据。     

某FSAE赛车双A臂前悬架的运动学分析及优化

对FSAE赛车拉杆式双A臂前悬架进行了运动学分析,确定了拉杆式悬架导向机构的运动学解析方程,并在多体动力学软件ADAMS/Car中建模仿真,分析了所设计赛车前悬架的不足所在,最后在ADAMS/Insight中对拉杆式双A臂独立悬架的运动特性进行了多目标优化。通过优化,悬架的车轮定位参数随车轮跳动变化得更合理,悬架的运动学特性明显改善,提高了整车悬架改进设计的效率和整个赛车的操作稳定性,为拉杆式前悬架赛车悬架运动学的分析及优化提供了一般方法。     

果园割草机悬挂装置的有限元分析——基于ANSYS Workbench

利用CAD/CAM软件Inventor的建模和分析功能,得到了3GC-160型悬挂式果园割草机的质心位置,通过等效质心法对割草机的三维模型进行简化,将其通过接口导入ANSYS Workbench有限元分析软件中,对模型进行静力学分析和模态分析,得到悬挂装置的变形、应力、应变分布云图及模态频率和振型云图。分析结果表明:悬挂装置设计合理,可为动力学分析和后续优化设计奠定基础并提供参考依据。