低速冲击下复合材料层合板分层损伤的数值模拟

为了分析冲击载荷作用时层合板的损伤情况,建立"子板-弹簧元"的三维有限元分析模型.在该模型中将连续铺层相同的单层作为一层合子板,相邻子板间采用弹簧单元连接.采用该模型对一层合板的冲击过程进行分析,分析过程中结合失效准则预测失效模式,然后定义对应的弹簧单元失效来实现材料性能参数的衰减.计算结果和试验结果吻合较好,同时得出一些有用的结论.     

空气弹簧失效对地铁车辆动力学性能的影响

基于多体动力学理论,利用多体动力学分析软件SIMPACK建立了某型地铁车辆动力学模型。分别计算了转向架空气弹簧在正常情况和失效情况下的动力学性能指标,研究了空气弹簧失效对地铁车辆动力学性能的影响。计算结果表明:在空气弹簧失效后,车辆的平稳性和曲线通过能力变差,部分工况下的车体振动加速度以及车辆安全性指标超过了限定值。     

关键结构参数对弹簧离合器传扭性能影响分析

弹簧离合器具有结构简单、传递功率密度大的特点,但目前对其传扭失效特征尚不明晰。采用有限元数值计算方法,建立了2000 kW弹簧离合器模型;重点研究了弹簧离合器的变截面弹簧间隙及其激发圈厚度等关键结构参数对离合器传扭性能的影响;分析了不同结构参数下弹簧内外圈应力以及弹簧离合器的传扭失效特征;实验测试了弹簧激发圈厚度较小时离合器传扭性能,验证了其打滑失效特征。研究表明:较大的弹簧间隙会降低弹簧离合器传递扭矩能力,导致其打滑失效;适当减小弹簧间隙,可提高传递扭矩能力,使应力分布更合理;减小弹簧激发圈厚度,激发扭矩减小,易导致弹簧离合器打滑。弹簧离合器传扭性能的研究,为弹簧离合器的优化设计提供了依据。     

模式断裂力学在弹簧失效分析中的应用

通过对模式断裂力学的概念、计算公式的描述，介绍了模式断裂力学在弹簧疲劳以及失效分析中的应用。并且，在弹簧领域扩展了模式断裂力学的实际应用范围。     

安全阀弹簧在线失效监测方法初探

本文结合弹簧载荷式安全阀工作原理,分析了弹簧失效原因及失效形式,提出了一种安全阀弹簧在线失效监测方法,选取了弹簧在线失效可测量的关键表征,在安全阀内应用适当传感器对弹簧失效关键表征进行监测,明确了判定算法,可以实现弹簧失效的在线监测.     

利用弹簧补偿机构解决高压插板阀的泄漏问题

分析高压插板周密封失效的原因,提出弹簧补偿机构设想,计算验证弹簧补偿机构的合理性。     

碟形弹簧的可靠性设计

本文讨论了应用可靠性设计理论设计碟形弹簧的方法。由于承受静载荷和承受交变载荷的碟形弹簧的失效形式不同.在进行可靠性设计时,采用了不同的失效应力分布和强度分布,进而用联结方程计算其可靠度。文中并介绍了设计实例     

XB40泵避免滑靴偏磨失效的最小弹簧力计算

XB40轴向柱塞泵在实际使用中经常发生滑靴偏磨失效。本文通过采用力矩平衡方法计算知,该泵中心加力弹簧力过小是造成滑靴偏磨的直接原因,并计算出该泵避免滑靴偏磨失效的最小弹簧力。     

弹簧的应力松弛及试验研究

应力松弛和断裂是弹簧及弹性元件失效的两种主要模式。断裂,特别是疲劳断裂失效具有突发性,其危害性非常明显,而应力松弛或弹性衰减失效具有渐进性和隐蔽性,往往被人们忽视。实际上,弹簧及弹性元件的功能逐步丧失甚至比完全丧失所带来的损失更为惊人。     

基于Workbench的钢板弹簧力学性能分析

采用三维软件ProE建立钢板弹簧几何模型,导入ANSYS Workbench中经网格化后进行计算,仿真钢板弹簧安装中心螺栓和安装u形螺栓后的位移及应力云图,得出钢板弹簧检验和装配两种状态下的力学性能。分析结果得到了钢板弹簧刚度台架试验的验证,证明了该方法的有效性,可用于以后钢板弹簧的设计计算及失效分析。     

膜片弹簧离合器盖总成DFMEA应用研究

DFMEA(设计失效模式及影响分析)是一种管理方法在产品设计中的应用,可以实现从设计源头控制产品的质量。以某混合动力轿车匹配离合器设计开发为例,分析了DFMEA的应用方法,建立了离合器盖总成设计的DFMEA模型。利用建立的DFMEA模型,对初始设计方案中的膜片弹簧进行DFMEA分析,首次应用风险矩阵(Risk Matrix)和危害度SO进行风险评估,对膜片弹簧大端凹口连接分离指窗孔处出现断裂的潜在失效模式进行改进并对其进行有限元分析,并最终通过结构改进避免了潜在失效模式风险的发生,从而验证了在产品设计时使用DFMEA能够有效预防潜在失效模式的发生。     

弹簧的失效分析

从分析弹簧的各种失效形式入手,提出了改进弹簧质量的种种设计、工艺手段,并论述了对弹簧进行失效分析的工作方法。     

弹簧振动失效断口分析

针对某一具体案例对弹簧进行了振动失效断口分析。试验结果表明,弹簧在振动和阀板往复摆动的交变应力作用下,在弹簧双联腿部位产生了疲劳失效;弹簧折弯处由于半径过小,在折弯内表面处产生了初始裂纹,该区是弹簧结构的薄弱区域,疲劳失效往往易起源于该区域;疲劳最终断裂区显示,最后断裂为所受扭转力矩造成;可通过增大双联腿折弯半径,克服折弯缺陷,并在弹簧服役过程中控制轴向串动,防止双联腿部位出现扭转力矩,从而避免该处产生失效。     

基于DEFORM-3D的高压断路器操作弹簧应力分析

采用有限元分析软件DEFORM-3D,分析了某型号的高压断路器操作弹簧在不同拉伸变形量下的应力变化和应力的分布,同时将模拟值与理论计算值进行了对比分析。分析结果显示:随拉伸变形量的逐渐增大,弹簧所受的载荷呈线性增长;操作弹簧内侧所受应力值大于外侧,在中径处应力值最小,内径处应力值最大。在拉伸行程达100 mm时,操作弹簧未失效,有限元模拟值与理论计算值相符合。     

基于ANSYS Workbench的扭转弹簧疲劳寿命分析

扭转弹簧是一种利用材料的弹性来工作的机械零件,一般用弹簧钢制成,是一种机械蓄力结构,用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、存储和释放能量、测量力的大小等,广泛应用于坦克、汽车、摩托车、收割机等地面装备的传动扭力杆及减震结构。扭转弹簧属于螺旋弹簧,扭转弹簧的端部被固定在其他组件上,当其他组件绕着弹簧中心旋转时,弹簧产生扭矩或旋转力,有将它们拉回到初始位置的趋势。根据应用要求,可以设计扭转弹簧的旋向(顺时针或逆时针),弹簧的末端可绕成钩状或直扭转臂。弹簧的工作寿命一般在104～105以上,一般来说属于长寿命机械零件,失效模式属于高周疲劳。基于有限元软件ANSYS Workbench仿真分析某扭转弹簧的疲劳寿命,并结合实物试验进行对比分析,验证理论计算的准确性,形成一套疲劳寿命计算方法。     

汽车复合制动气室储能弹簧失效分析

以汽车复合制动气室驻车制动腔内的储能弹簧作为研究对象,介绍了驻车制动腔的结构组成和制动过程。通过分析复合制动气室的工作原理,提出了引起驻车制动失效的螺旋压缩储能弹簧的失效判断方法。利用气阀综合试验台测得的弹簧工作载荷和推杆行程的数据对失效判断方法加以验证。试验验证结果表明,该判断方法能够判别储能弹簧是否失效。     

摇架弹簧的研制及可靠性分析

本课题以纺织机械用摇架弹簧的开发研究为基础。对摇架弹簧的材料、工艺、试验、检测、数据分析处理和管理进行了全方位的研究。以期使我国的摇架使用寿命向国际水平迈进。摇架弹簧的失效模式主要是松弛。为此,采用抗松弛性能良好的55CrSi等三种材料,严格控制加工工艺的各个环节,对制成的弹簧进行模拟试验,采集数据进行统计和分析。本文着重介绍课题研究中的数据采集、分析和处理方法及模式。     

汽车弹簧制动室漏气问题探析

就弹簧制动失效模式90%为漏气的问题进行了探讨,分析了产生漏气的各种原因,并采取相应技术措施,以提高产品品质,可供产品设计和维修人员作为参考。     

直升机传动系统弹簧离合器扭矩传递性能有限元仿真

弹簧离合器是直升机传动系统的关键构件,查明其极限扭矩传递能力和失效形式可为其设计提供必要依据。针对离合器极限扭矩传递能力和失效的实验研究成本高、周期长等问题,采用多体接触有限元分析方法,建立了弹簧离合器有限元力学模型,对不同界面摩擦、加载方式和转速条件下的离合器极限扭矩、失效形式进行了仿真分析。结果表明:适当增大界面摩擦能降低弹簧最大应力、改善应力分布,提高离合器极限传递扭矩。较低的界面摩擦导致弹簧离合器打滑和塑性变形失效,界面摩擦达到激发需求后离合器在超过极限扭矩条件下将发生打滑失效。     

循环球转向器螺杆的可靠性计算

本文分析了循环球转向器螺杆的两种失效模式,分别列出了对应的功能函数,采用O.Ditlevsen理论建立了多模式相关失效的可靠度及其相关系数的计算.解决了螺杆在多失效模式相关时的可靠度计算问题.