基于PIPESTRESS的核一级辅助管道疲劳分析方法研究

为防止管道失效,RCC-M规范规定除应考虑自重、压力等载荷变化导致的应力变化外,核一级辅助管道必须考虑热膨胀和热弯曲应力变化对疲劳累积使用系数的影响。重点研究基于PIPESTRESS的核一级辅助管道疲劳分析的基本方法,并以某电站核一级辅助管道为例,通过专用管道力学分析软件PIPESTRESS确定管道在温度载荷(热膨胀、温度梯度和锚固点热位移)、压力载荷和机械载荷等交变载荷作用下各瞬态工况应力变化幅值,采用雨流计数法计算疲劳累积使用系数进行疲劳分析和评定。     

飞机疲劳载荷谱分析的一种新方法

在传统雨流计数法的基础上,提出了一种更优良的雨流计数新算法———等效载荷循环雨流计数法。该法按时间顺序计算载荷循环,完整记录了全部载荷历程而不改变其大小和顺序,对疲劳载荷发生时刻和疲劳损伤程度的分析更加准确,弥补了传统雨流计数法的缺陷。通过分析可知,该算法简洁明确,精确度高,抗随机噪声干扰能力强。最后在某型飞机部件载荷谱的疲劳分析实验,证明了该算法的有效性。     

履带起重机臂架结构应力试验与分析

对履带起重机桁架臂进行静动态应力测试,静态应力作为评估其强度的依据,动态应力使用雨流计数法统计载荷谱,作为评估其疲劳寿命的依据。     

风力机疲劳问题分析

从风力机的疲劳载荷源和疲劳寿命要求出发对风力机疲劳问题进行了分析,确定了风力机疲劳分析的方法和步骤,根据风速分布和设计寿命,采用雨流计数法制定出疲劳载荷谱,然后由疲劳载荷谱计算风力机疲劳寿命.     

基于雨流法的起重机金属结构疲劳寿命分析软件

为了对在役起重机设备金属结构进行寿命预测和安全评估,依据Miner线性损伤理论,对金属疲劳寿命进行了分析,介绍了雨流计数法及其程序算法实现,开发了基于C++的疲劳分析软件。对比Ansys Workbench疲劳模块的雨流矩阵结果,循环计数分布十分吻合。     

PIPESTRESS软件在主蒸汽管道抗震分析中的应用

在核电站设计中,地震是需要考虑的基准载荷,需要评估地震载荷产生的动态响应,以确保核电站物项(系统、结构及部件)的完整性。目前,国内外抗震设计的计算机仿真软件门类众多,功能各有侧重,但对地震载荷的计算方法主要有静力法、反应谱分析法和时程分析法。以管道有限元计算软件PIPESTRESS为工具,研究PIPESTRESS软件动力分析方法的理论公式;介绍反应谱分析法、通用响应分析法及真时程分析法3种分析方法的特点;总结3种分析方法的实现命令流和求解设置。以某核电站主蒸汽管道为例,对地震响应分别采用反应谱分析法、通用响应分析法及真时程分析法进行计算,并将计算结果进行对比分析,分析3种方法的保守性,为管道抗震计算方法的选取提供参考。     

LY12CZ铝合金缺口试件在谱载下的疲劳

进行了LY12CZ铝合金缺口试件常幅加载和战斗机宽带随机加载疲劳试验。分别用确定性方法和疲劳谱分析方法估算宽带随机载荷下的疲劳寿命。在确定性方法中比较了峰值计数法、穿零峰值计数法、雨流计数法的差别。在疲劳谱分析方法中比较了窄带累积频次与宽带累积频次法的差别。     

雨流计数法及在车辆疲劳损伤分析中的应用综述

为了更准确地对车辆疲劳损伤中的随机载荷进行统计分析,雨流计数法成为研究的热点方法。首先,介绍了雨流计数法的理论基础以及程序实现流程,然后针对该方法在诸多国内外期刊中发表的论文进行综述分析,主要包括两个方面:基础理论的深入探讨和在车辆零部件疲劳损伤中的应用。在以后的车辆零部件疲劳损伤研究中,该方法将继续被研究和应用,为更多地研究者方便地使用。     

基于BS7608标准转向架构架疲劳强度评估

为了有效地预测转向架构架的疲劳强度,基于EN13749和BS7608标准,采用构架疲劳试验谱载荷的疲劳疲劳强度预测方法评估构架疲劳强度。应用雨流计数法将EN13749中规定的疲劳试验谱载荷分级,并用有限元法求得构架每级载荷作用下的应力分布,以BS7608钢结构耐久性设计规范提供的焊接接头S-N曲线为依据,计算构架在谱载荷作用下的累计损伤,完成转向架构架的疲劳强度评估。     

机械零件疲劳载荷谱的编制方法研究

在对疲劳载荷进行统计处理的基础上,利用双参数雨流计数法和零均值转化公式对疲劳载荷均值进行了处理,消除了非零均值的影响,得出了均值与幅值的影响,得出了疲劳载荷谱多工况编制方法,为疲劳寿命分析奠定了基础,并给出了具体实例。     

水平轴风电机组轮毂疲劳损伤计算方法

结合有限单元法和雨流计数法,利用名义应力法开发了一种用于水平轴风电机组轮毂疲劳损伤计算的方法.以某2.0MW水平轴风电机组轮毂为算例,分析了轮毂疲劳载荷产生的原因,在计算风电机组轮毂时序疲劳载荷的基础上,通过使用有限元分析选取轮毂疲劳热点,对轮毂疲劳应力进行雨流计数统计,结合轮毂结构S-N曲线计算了轮毂在20年运行寿命...     

大功率风电增速器箱体疲劳寿命分析

建立某大功率风电增速器箱体的三维模型,计算单位静载荷作用下箱体的应力应变;依据德国劳埃德船级社规范(GL2010),给出风电齿轮箱箱体部件的S-N曲线的拟合方法;应用雨流循环计数法计算箱体疲劳载荷谱。应用Miner线性积累疲劳损伤理论和雨流循环计数法,对风电齿轮箱箱体进行疲劳寿命分析,得到了风电增速器箱体的疲劳寿命。通过对箱体疲劳寿命结果的分析,对箱体结构进行优化,为大功率风电增速器箱体的疲劳寿命分析提供设计思路,为风电齿轮箱箱体的设计提供了参考。     

基于实际载荷谱的汽车半轴疲劳寿命预测

汽车半轴是汽车传动系统的重要零部件之一。准确预测汽车半轴疲劳寿命是汽车半轴疲劳分析的重要环节。利用垫江汽车试验场采集的实测载荷谱,提取汽车左半轴强化耐久工况、动力工况和高速工况的一个循环作为样本载荷。经过预处理后,利用四点雨流计数法得到载荷雨流循环矩阵,并将样本载荷外推到整个试验场疲劳耐久试验所要求的全寿命载荷。利用疲劳应力集中系数、疲劳尺寸系数以及表面敏感系数对材料S-N曲线进行修正得到可用于寿命预测的构件S-N曲线;最后,以Miner线性损伤累积理论为基础,结合疲劳分析软件预测了汽车半轴疲劳寿命。     

某型塔吊伺服阀阀套疲劳分析

以某型塔吊液压式伺服阀阀套为例,采用雨流计数法处理其承受的周期载荷;采用经典处理S-N曲线(应力-循环次数关系曲线)的方法得到阀套材料440C的安全S-N曲线;针对用雨流计数法得到的载荷谱中的每一种工况,采用有限元分析软件MSC.PATRAN进行应力分析,得到每一种工况下的最大应力值;对照安全S-N曲线,找到每一最大应力值对应的损伤值,并将所有工况下的损伤值与循环次数相乘并求和,即可得到阀套的疲劳损伤值。采用的疲劳损伤计算方法与传统的疲劳试验方法相比,不仅计算时间比传统疲劳试验时间短,成本低,而且不会因为试件制造过程的缺陷等因素而使计算结果发散。     

兆瓦级风电齿轮箱行星架疲劳强度分析

基于兆瓦级风电齿轮箱低速级行星架有限元分析模型,对行星架进行了疲劳损伤的研究。利用ANSYS—workbench与ANSYS经典联合仿真分析了风电齿轮箱低速级行星架的单位载荷下的应力情况;根据GL2010设计规范,得出风电齿轮箱低速级行星架部件材料的S-N拟合曲线;运用雨流循环计数法得到了行星架的疲劳载荷谱。最后,使用n Code/design life软件提出了一种将雨流循环计数法与Palmgren-Miner线性累积损伤理论和强度安全系数理论相结合的行星架疲劳强度校核的方法,得到风电齿轮箱低速级行星架的疲劳损伤和最低安全系数。分析结果表明,提出的方法是可靠实用的,为兆瓦级风电齿轮箱低速级行星架的疲劳寿命分析提供了一个更为准确的分析思路,具有一定的工程实用意义。     

基于二维载荷谱的疲劳寿命估算

在随机疲劳载荷作用下．应用雨流计数法建立二维疲劳载荷谱,将随机载荷-时间历程处理成以载荷幅值和均值为变量的二维联合概率密度函数：通过建立等幅疲劳中值Su-Sm-N曲面,应用Miner线性疲劳累积损伤理论,提出了基于二维载荷谱的疲劳寿命估算方法？最后,给出了一个具体应用实例,计算结果表明,应用二维疲劳载荷谱进行疲劳寿命计算较一维载荷谱更为合理,具有较好的工程应用价值。     

基于雨流频次外推的液压挖掘机斗杆程序载荷谱编制

针对液压挖掘机实际的两种典型作业工况下斗杆台架试验加载谱的编制方法研究,统计了斗杆台架试验加载点所受载荷的时间历程,并根据作业段特点对载荷进行分段拼接。利用雨流计数法对各段载荷信息进行统计生成"FromTo"形式的雨流矩阵,在此基础上进行基于核函数的非参数雨流矩阵频次外推。以此为据建立挖掘机斗杆挖掘阶段的8级程序载荷谱,并完成了全作业阶段的程序加载谱编制,为挖掘机斗杆台架疲劳试验提供了数据支撑。     

MW级风力发电机组变桨螺栓疲劳寿命分析

基于德国船级社Germanisher Lloyd(GL)认证规范,在有限元软件MSC/Marc中对变桨螺栓进行了疲劳应力分析,得到载荷-应力历程;将多体动力学软件Bladed中计算得到的时间-载荷历程与载荷-应力曲线进行通道合并,处理成疲劳分析的时间-应力历程(随机载荷谱),并通过雨流计数法将随机载荷谱处理成规律性的载荷谱.同时依据VDI2230规范建立S-N曲线并对其进行修正,最后运用Palmgren-Miner线性损伤理论得到螺栓最终的损伤值.研究结果表明变桨螺栓在20年的设计寿命中不会发生疲劳破坏.     

随机风载下齿轮副接触疲劳裂纹萌生寿命研究

对随机风场进行了模拟,得到了正常发电工况下主轴扭矩的时间历程;建立了齿轮副的三维有限元模型,计算了在静态载荷下齿轮副的应力应变。采用随机载荷雨流计数法对齿轮载荷进行雨流计数,并对结果进行了统计学分析,得到应力均值符合三参数威布尔分布。研究了服从三参数威布尔分布的分布参数对齿轮接触疲劳裂纹萌生寿命的影响。结果表明采用随机载荷相对于采用载荷均值齿轮的接触疲劳裂纹萌生寿命疲劳寿命下降,形状参数增大齿轮接触疲劳裂纹萌生寿命增大,尺度参数和位置参数增大齿轮的接触疲劳裂纹萌生寿命减小。     

MW级风机塔筒门框焊缝的强度分析

运用有限元分析软件ANSYS建立某MW级风力发电机塔筒门框的有限元模型,分析了其在极限载荷下的静强度; 同时采用热点应力法对门框焊缝进行疲劳分析,基于临界面理论计算热点应力,并利用雨流计数法和Palmgren-Miner线性累积损伤理论计算了门框焊缝的疲劳损伤,结果表明,门框焊缝的极限强度和疲劳强度均满足使用要求。