汽车转向节静载试验及耐久性分析研究

本文针对汽车转向节静载试验及耐久性分析进行了研究。主要对转向节单孔静载和主轴静载试验进行了验证,记录了试验数据并处理了试验结果。通过不同工况下的耐久性试验,处理了各工况试验结果。根据耐久性试验结果,利用渗透探伤方法分析转向节裂纹,观察裂纹长度、深度及裂纹源,分析了转向节裂纹出现的原因并进行了改进。利用试验台架再次进行试验验证,并将有限元仿真预测结果和台架试验结果进行对标分析,分析了仿真与试验结果的差异性。     

汽车后悬架拖曳臂台架疲劳试验失效分析及其改进

为解决某SUV后悬架拖曳臂台架试验耐久失效故障,首先建立后悬架系统有限元分析模型,根据悬挂系统耐久试验装置及其失效工况,在轮心处沿着纵向施加6 000 N,对其进行强度分析,以此确定应变片测试位置。然后基于胡克定律对测试数据进行处理计算,得到测试点的应力值,与有限元模型进行对标分析,分析结果表明两个应变片测试点的台架试验结果与有限元分析的误差率分别为4.5%和5.1%,因此该有限元模型具有很高的准确性。再基于对标成功的有限元分析模型,约束车身所有自由度,在轮心位置施加以纵向力12 000 N,分析结果表明拖曳臂的最大应力为397.3 MPa,并且其应力集中位置与裂纹源一致。通过在开裂的螺栓孔处焊接大垫片,改进之后拖曳臂的最大应力为313.74 MPa,其较改进之前降低了21.1%。最后基于Miner线性损伤理论和Ncode软件对拖曳臂原始方案和改进方案进行分析,其最大损伤值分别为2.3和0.9,相应的拖曳臂疲劳寿命提高了60.9%,改善效果非常明显,其最大损伤值位置也与失效件裂纹源位置相吻合,并且其改进方案最终顺利通过了悬挂系统的台架耐久试验验证。     

基于流挖掘算法的飞机液压管路裂纹泄漏故障监测研究

飞机液压管路是飞机液压系统中非常重要的组件，其出现裂纹故障将导致飞机出现严重的安全故障。针对循环压力冲击下的液压管路裂纹泄漏故障诊断，在飞机液压管路动力学分析的基础上，设计了循环压力冲击下裂纹故障检测多模式拓扑结构，通过流挖掘算法提取飞机液压管路裂纹泄漏故障特征来实现故障诊断，在试验台架中真实模拟飞机液压管路裂纹泄漏故障来验证故障监测方法的可靠性。试验结果表明，采用流挖掘算法的故障诊断方法能够快速的监测出飞机液压管路的裂纹泄漏故障。     

基于实测载荷谱的板簧衬套载荷提取及台架疲劳试验

为快速且有效地对板簧橡胶衬套进行疲劳耐久验证,以在试验场测得的轮心六分力为输入,以后悬架多体模型为载体,采用虚拟迭代技术,提取了衬套的动态载荷。依据损伤等效原则,采用变载荷序列方法制定了衬套的台架疲劳试验规范,保证了台架试验与试验场道路的关联性,且缩短了台架试验时间,实现了5. 03倍的加速,衬套最终通过了台架疲劳试验的验证。     

前驱变速器差速性能台架试验方法研究

为了满足国内对前驱变速器差速性能台架试验的需求,通过对差速器工作特性和试验标准的研究,提出了差速台架试验控制方法,建立了相应的试验平台。通过对某型前驱变速器差速可靠性试验及试验数据的分析,验证了所提出的差速台架试验控制方法和试验平台的可行性。     

货车车架仿真分析与台架试验

为验证某轻型货车车架的疲劳耐久性,评估其使用寿命,采用有限元方法对车架进行扭转工况强度与疲劳仿真分析,并通过加速试验方式对车架进行台架试验.仿真分析与台架试验结果显示,不同载荷条件下,该轻型货车车架的失效位置均位于第五根横梁与纵梁交接处附近,仿真分析与台架试验结果误差约为20％.通过仿真分析与台架试验方法,可以快速评估车架的疲劳性能,检验车架的可靠性,为车架的设计与优化提供参考.     

轻型客车驱动桥振动噪声源分析与改进

对某轻型客车后驱动桥进行传动系台架试验并分析其振动噪声异常的原因,通过逆向工程方法建立后桥的三维数字化模型和有限元模型并做有限元模态分析,通过模态试验对有限元模型进行了验证。针对双曲面齿轮对冲击过大、桥壳整体弯曲共振和桥壳后盖局部共振等问题提出改进措施并通过台架试验加以验证。试验结果表明,振动噪声降低明显,改进措施切实有效。     

核主泵惰转飞轮试验台架的研制及应用

基于核电站主泵惰转飞轮的功能和飞轮的工作要求,提出主泵惰转飞轮试验台架的设计要求,根据要求设计了主泵飞轮试验台架,说明飞轮试验台架主要部件的结构并介绍飞轮试验台架的装配过程。应用飞轮试验台架进行飞轮试验,通过试验的过程及结果验证了飞轮试验台架的设计,这些台架试验数据可为飞轮设计提供依据。     

基于疲劳试验和断裂仿真的地铁障碍物检测装置寿命预测

运用IEC61373标准的振动激励谱,将某地铁转向架障碍物检测装置作为研究对象.结合有限元法和台架振动试验对障碍物检测装置的随机振动疲劳强度进行了研究,并对铝横梁焊接接头疲劳薄弱点进行剩余寿命预测.基于频域法,结合Miner线性累积损伤理论,得到加速度激励下障碍物检测装置仿真寿命结果,将其与台架振动试验结果进行比较,验证了疲劳仿真分析的准确性.采用子模型边界技术将铝横梁分离出来,并对其疲劳薄弱点应力谱进行当量折算,在评估点插入初始裂纹后进行剩余寿命预测.结果 表明,基于断裂力学评估带初始裂纹铝合金焊接接头的剩余寿命是合理的,为工程应用提供了一定的参考.     

一种混合动力飞机动力系统试验台架的设计研究

为研发混合动力飞机,设计了一套飞机用混合动力系统试验台架,并完成了试验台架的建设及试验。通过试验台架模拟实际工况中各个系统的工作情况,使每个系统都能达到设计指标,并验证混合动力飞机的控制策略。     

超硬涂层零件滚动接触疲劳加速实验方法研究

提出了一种新的加速超硬涂层零件滚动接触疲劳失效的实验方法,并给出了机制模型及机制分析;采用该方法,在超硬涂层材料滚动接触疲劳实验机上,对纳米超硬材料涂层轴承滚动接触疲劳失效行为开展了加速疲劳实验和常规疲劳实验的对比实验研究。实验结果表明:该方法能取得与常规疲劳实验方法疲劳行为相同的实验结果;加速疲劳实验加速比约为3,加速疲劳实验方法十分有效地节省了疲劳实验中消耗的时间。该方法是一个适应于评价超硬涂层零件滚动接触疲劳性能及研究其失效机制的新方法。     

40Cr钢的三点弯曲疲劳损伤在线跟踪测量

用系统分析的方法，在线跟踪观察40Cr钢的三点弯曲疲劳损伤过程。实验结果表明，用系统分析的方法提取损伤参数，能够反映材料的三点弯曲疲劳损伤整个过程；实验结果也从一个方面验证了双线性损伤规律的合理性。此外在相同的实验条件下，损伤参数直观、敏感地反应出试样表面状态等因素对疲劳寿命的影响。     

超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机的研制

在总结分析目前国内外表面超硬涂层零件接触疲劳失效行为评估技术的基础上，依据超硬涂层零件接触疲劳失效机制模型，自主研制了一种超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机。介绍了该试验机的设计原理和特殊功能，采用该试验机对51306纳米超硬材料涂层轴承滚动接触疲劳失效行为进行了试验评定。试验证明所研制的超硬涂层材料滚动接触疲劳试验机智能检测控制系统能够动态探测诊断涂层轴承表面初始疲劳裂纹并实现急停，可捕捉试验轴承表面疲劳初始状态，为超硬涂层零件接触疲劳失效机制分析提供可靠的试验依据。     

高温工况阀用波纹管疲劳寿命有限元分析及试验研究

对于某些特殊应用领域的阀用波纹管,用户有对波纹管在高温工况下进行疲劳寿命型式试验的需求。由于该实验装置专业性较强,目前国内市场上暂无该类产品的销售。为了解决此问题,设计了一种高温工况下使用的疲劳试验装置,该装置能够在不同温度、不同压力条件下对波纹管进行疲劳试验。由于在高温疲劳试验过程中存在试验效率低、较常温试验条件增加安全隐患等因素。提出了以有限元仿真计算为基础,在超试验压力前提下进行常温疲劳试验替代高温疲劳试验的方法。通过试验验证该方法是可行的。     

汽车变速器疲劳寿命的研究与发展综述

为了进一步推进汽车变速器疲劳寿命研究的发展,根据汽车变速器疲劳寿命研究方法的特点和应用状况,分别从变速器的载荷、变速器的疲劳试验和变速器的寿命预测3个方面对变速器寿命的研究进行了综述,为以后的研究提供参考。针对变速器载荷谱的编制,分析总结了现有的变速器载荷谱编制方法,其结果表明:程序载荷谱的编制是变速器载荷谱编制最准确有效的方法,但是现有的程序载荷谱并不能满足所有变速器寿命预测的要求;对于不同载荷谱作用下的疲劳试验,分析了每种试验的加载和试验结果,其结果表明:基于程序谱加载的疲劳试验能很好地模拟变速器的实际工作过程,试验结果最为准确;通过分析对比变速器寿命预测的几种常用的方法,其结果表明:概率疲劳寿命预测可以为变速器的研发和维修提供更全面的数据,是未来研究的重点。最后针对变速器载荷谱编制、虚拟试验和变速器疲劳数值仿真等,提出了其可能的研究热点和方向。     

Effects of work hardening models on low-cycle fatigue evaluations of coiled tubing with CT-100 steel

In the present study, low-cycle fatigue life of a coiled tubing (CT) with a CT-100 steel was evaluated by using various work hardening models. Tensile and low-cycle fatigue tests were performed, and experimental results were used to calibrate material model constants. A nonlinear finite element model was constructed in the ABAQUS program by using a CT fatigue test machine. During the test cycles, bending and straightening conditions were repeated and histories of strains were collected. The multiaxial low-cycle fatigue life was calculated by using Manson–Coffin relation and Tresca criterion. The kinematic and combined hardening models can be used to evaluate the fatigue life of CT, and their results are conservative compared with the fatigue test results. Results of the present study can be used as the basic data in establishing CT fatigue analysis.     

圆弧端齿结构微动疲劳试验加载装置的设计及实现

针对圆弧端齿结构三维微动疲劳试验难度大、成本高等问题,提出了一种二维等效加载方案,设计并实现了微动疲劳试验加载装置,建立了二维结构微动疲劳试验模型。对典型圆弧端齿结构的二维等效试件进行了微动疲劳试验,发现疲劳裂纹萌生于接触面的接触边缘,接触面出现大量微动磨屑,为典型的微动疲劳失效形式。试验结果表明,该微动疲劳试验加载装置可满足端齿结构微动疲劳试验要求,为微动损伤机理分析和微动疲劳寿命预测提供了试验数据支持。     

基于最弱环理论的缺口件概率疲劳寿命预测方法

基于最弱环理论和光滑试样疲劳寿命的Weibull分布,建立了一种缺口件概率疲劳寿命预测方法。该方法首先基于最弱环理论和光滑试样的疲劳强度分布,通过定义缺口件的Weibull有效应力,建立了缺口件在给定循环载荷下的疲劳失效概率计算公式。基于Weibull有效应力和光滑试样的疲劳应力-特征寿命方程,可计算得到给定循环载荷时缺口件的特征疲劳寿命,进一步根据光滑试样的Weibull疲劳寿命分布可最终获得缺口件在给定循环载荷下的疲劳寿命分布。采用上述方法对TC4缺口试样进行了概率疲劳寿命预测,并与局部应力应变法预测结果进行了对比。结果表明:局部应力应变法预测结果过于保守,本文方法预测精度较高,50%失效概率时的疲劳寿命预测结果与缺口试样试验均值寿命吻合很好,10%和90%失效概率时的疲劳寿命预测结果基本分布在试验均值寿命的两倍分散带之内。     

Stress analysis and design for a structural fatigue testing machine

A closed loop servo-hydraulic structural fatigue testing machine was developed. It can apply fatigue loads on actual engineering parts or components for their fatigue strength evaluation. The testing machine consists of a structural bending load frame, a structural torsion load frame, a hydraulic system, and a control system. Stress analysis and design for the crosshead, columns and test bed for the structural bending test frame are described. Finite element analysis was performed for the structural torsion load frame. Evaluation of the structural load frames and application of the test machine are briefly given.     

风电齿轮箱行星齿轮用连铸坯的试验研究

为了验证合金钢连铸坯作为兆瓦级风电齿轮箱行星齿轮原材料是否能满足设计要求,在控制合金钢连铸坯冶金质量的前提下,进行试验研究.具体试验包括旋转弯曲疲劳试验、齿根弯曲疲劳试验、齿面接触疲劳试验等.最终得到的试验数据表明,对于内孔不小于300 mm的行星齿轮而言,使用合金钢连铸坯作为原材料,能够满足设计要求.