基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测

提出基于联合仿真的等速万向节疲劳寿命预测办法,将有限元方法和多体动力学仿真相结合,获得了等速万向节零件的工作载荷历程,然后运用有限元理论和疲劳分析方法联合求解,在设计阶段实现了部件的疲劳寿命预测,为等速万向节的设计优化提供了参考.     

等速万向节总成的设计方法

从使用性能上可将等速万向节总成分为驱动半轴总成和传动轴总成两大类。分析了各种等速万向节的结构及性能特点，介绍了驱动半轴和传动轴的设计选型原则。     

万向节轴承疲劳寿命分析

万向节轴承是一种比较特殊的滚针轴承类型,其应用运动特性为往复摆动运动。作为商用车传动系统中的重要零部件—传动轴的核心部件,长期以来,对于万向节轴承疲劳寿命的研究非常缺乏,对影响万向节轴承疲劳寿命的因素也没有一个清晰的,理论结合实际的归纳;另外对于此类轴承也缺乏一套系统的、科学的、可靠的疲劳寿命计算方法。工程人员在分析万向节失效,改善万向节疲劳寿命和性能,万向节设计选型及传动轴设计计算这些环节都遇到了很多问题。这些问题很有可能会成为未来整车设计中的短板和缺陷。本文就万向节轴承的疲劳寿命问题展开讨论,提出了预测万向节轴承疲劳寿命的计算方法,分析了部分影响万向节轴承疲劳寿命的因素及这些因素如何对疲劳寿命产生影响,通过这些工作为广大工程人员在设计、选型和分析时提供了参考。     

等速传动轴传动效率的虚拟样机分析与试验研究

利用多体动力学方法建立了汽车用球笼式和三销轴式等速万向节及其组成的等速传动轴的虚拟样机模型,分析了等速传动轴在不同工作转速、扭矩与输入和输出轴夹角时的传动效率,并通过相应的台架试验验证了虚拟样机仿真分析结果的有效性,结果表明传动效率仿真和试验结果间的最大相对误差小于0.82%,可以用虚拟样机仿真分析方法替代台架试验来研究等速传动轴的传动效率。阐明了球笼式和三销轴式等速万向节输入和输出轴间夹角增大是导致等速传动轴传动效率下降的主要原因。     

某无人机用涡喷发动机主轴疲劳寿命计算

涡喷发动机主轴所承受载荷十分复杂,扭矩、轴向力、离心载荷和陀螺力矩等载荷共同作用于主轴,在高温区还承受热负荷。在这些交变载荷共同作用下,疲劳断裂失效是其主要失效模式。根据无人机的任务剖面,编制该无人机用涡喷发动机主轴的疲劳载荷谱;并用工程估算方法得到该涡喷发动机主轴的S-N曲线,基于ANSYS建立有限元模型并进行疲劳寿命分析,给出了该涡喷发动机主轴的寿命。     

汽车传动轴万向节磨损试验机的优化设计

根据汽车传动轴的实际工作情况,结合国家汽车行业标准QC/T 523-1999中万向节磨损试验规定的相关试验要求,设计了由计算机控制的长轴类零件旋转汽车传动轴万向节磨损试验机,采用了闭环伺服系统给被测零件施加旋转扭矩载荷和轴向往复滑动载荷,有效保证了试验精度和效率,并且节约了能耗。同时,还介绍了传动轴的试验方法,给出了试验机的相关技术参数,并对试验机的整体结构组成和主要技术内容进行了分析。     

高速列车转向架构架扭转载荷特征研究

以两种结构型式(A/B型)的高速列车转向架构架为研究对象,采用直接测试法识别相同运用条件下两种构架的扭转载荷,对比分析扭转载荷的时域、频域及载荷值分布特征,并对扭转载荷谱的相似性进行评价,基于疲劳损伤仿真计算结果验证两种构架扭转载荷谱互用的可行性.研究结果表明,各典型运用工况下两种构架扭转载荷的时域、频域特征一致;A型构架的扭转载荷值范围大于B型构架,且两者在不同站间具有相对稳定的比值关系;两种构架的扭转载荷值分布特征一致,均大致以y轴为中心呈尖峰对称分布;在两种构架扭转载荷谱长度及形状高度相似的前提下,考虑载荷值比例关系的互换载荷谱,其产生的最大损伤与本型结构载荷谱产生的最大损伤比值为1.3(A型构架)、1.5(B型构架),满足用于构架疲劳评估的要求.     

创新+优化=轻量化——汽车用七沟道等速万向节等系列新产品和技术

正所谓万向节,就是联结两个有角位移变化的轴,将主动(输入)轴上的扭矩传递到从动(输出)轴,并同时进行旋转运动的机械装置。而在一定角度范围内,使两轴每一瞬时角速度比永远等于1的万向节叫等速万向节。等速万向节又分为固定型等速万向节(指球笼式)和伸缩型等速万向节(包括双偏置式、球销式等)。前者只能改变两轴的夹角;后者在改变两轴夹角的同时,还可在一定范围内改变两轴的距离。等速万向节及传动轴总成在汽车上得到了极为广泛的应用,几乎所有独立悬架轿车的转向驱动桥,均采用左、右两个等速万     

曲轴加工新技术

曲轴在发动机中承受着交变反复的弯曲和扭转载荷，故绝大多数毁于疲劳断裂或产生偏磨而较快磨损，是影响发动机寿命的重要零件，所以制造中均不断采用先进的工艺技术。     

用个人计算机设计动力轴

决定轴类零件的尺寸,是一个常见的设计问题。通常情况下,轴传递一个不变的或者呈周期性变化的扭矩;与此同时,还有一个或几个径向载荷作用于与该轴连接的齿轮、皮带轮以及轴承上。径向载荷虽然是固定的方向,但随着轴的旋转,它必然对轴产生周期性的拉伸和压缩。此时,轴的内部则因此而产生一种呈周期性变化的交变弯曲应力。这种交变弯曲应力导致材料疲劳破坏,而这最可能引起动力传动轴断裂。     

超精密运动台激光测量模型及误差补偿算法

分析激光测量中阿贝误差与余弦误差产生的原因,分两种情况讨论阿贝误差与余弦误差对测量光程的影响：一是忽略激光干涉仪加工误差与安装误差的理想模型;二是考虑干涉仪加工误差与安装误差的非理想模型。计算两种情况下测量光束的光程长度,建立x、y方向直线测量位置不受运动台倾斜或旋转影响的测量模型,进而推导出运动台五自由度激光测量算法。实例证明该算法能有效地进行阿贝误差与余弦误差补偿,满足超精密运动的要求。该算法已成功应用于半导体加工设备中。     

基于行驶仿真试验的齿轮疲劳寿命分析

利用虚拟样机模型,通过行驶仿真试验获取了传动箱齿轮在各任务剖面的动态载荷谱。通过三维接触应力分析,得到了齿轮危险点的应力-时间历程,用插值法对恒转矩下获得的仿真载荷进行了修正,分析了载荷的分布规律,采用权系数法确定了多工况的二维联合概率分布函数,建立了传动箱齿轮在全寿命里程的疲劳设计谱。采用二维概率Miner准则计算了零件的疲劳寿命,并分析了相关参数对齿轮寿命的影响。     

活塞式气动马达脉动转矩解析

文章根据活塞式气动马达的结构和工作原理,推导出其单一的理论转矩解析式。这个解析式比现有的分段函数能更清楚地表达转矩的脉动规律,便于工程应用。其方法也适用于其他活塞数的气动马达或液压马达转矩的推导。     

偏航、变桨轴承疲劳寿命的计算

计算了偏航、变桨轴承在轴向力、径向力和倾覆力矩共同作用下的最大钢球载荷,并根据Hertz接触理论计算了钢球组载荷分布的轴向和径向分量,将两者合成得到了钢球组的实际载荷分布,根据Lundberg-Palmgren理论,计算了内、外圈沟道的当量动载荷和额定动载荷,通过计算偏航、变桨轴承内、外圈的疲劳寿命得到整个轴承的疲劳寿命。     

基于修正L-P模型的轮毂轴承载荷分布与弯曲疲劳寿命分析

以第三代轮毂轴承为研究对象,推导了弯矩作用下滚动体与内滚道、外滚道的接触变形与接触载荷,提出了更为准确的接触载荷分布计算模型,分析了不同工况下轮毂轴承内部接触载荷和接触角的周向分布规律。在轮毂轴承内部载荷分布的一次修正基础上,考虑不同位置角的滚道材料和滚动体的接触疲劳,利用乘积定律进行统计处理,得到了第三代轮毂轴承疲劳寿命的修正L-P模型。结合ISO281—2007寿命修正计算方法,针对润滑现象进行二次修正,得到了经过润滑修正的第三代轮毂轴承疲劳寿命模型。利用旋转弯曲疲劳试验机进行了轴承的弯曲疲劳试验,试验结果显示,该疲劳寿命模型计算得到的理论值与试验值的误差在10%以内,验证了模型的正确性。     

基于ANSYS的汽车驱动盘扭转疲劳分析

汽车驱动盘是连接发动机曲轴和液力变矩器的关键零部件,具有传递扭矩的功能。通过参数化语言建立驱动盘有限元模型,并应用ANSYS软件对模型进行静力分析,得到驱动盘在承受五倍工作扭矩下应力最大的节点。利用ANSYS／Fatigue模块对该节点进行疲劳分析,计算结果表明驱动盘满足疲劳强度要求。     

An Investigation into the Effect of Normal Load Frequency on Fretting Fatigue Behavior of Al7075-T6

Most previous studies on fretting fatigue have been accomplished under constant normal loading and less attention has been paid to cyclic normal loading. An innovative test apparatus was specially designed and manufactured for fretting fatigue tests under cyclic loading in this work and the fretting fatigue behavior of Al7075-T6 was investigated at different normal load frequencies. A finite element model was developed to study the effect of normal load frequency on the contact stress distribution. It was found that the cyclic normal load has a more damaging effect on fretting fatigue life compared to constant normal load, particularly at lower frequencies. The results showed that at the normal load frequency of f = 1 Hz, fatigue life decreased by 52% in the high cycle fatigue regime and 28% in the low cycle fatigue regime. The experimental results also indicated that at the normal load frequency of 80 Hz, the fretting fatigue life converged to its corresponding life under constant normal load condition. The fracture surface and the fretting area of the specimens were examined using both optical and scanning electron microscopy (SEM). The experimental observations showed that the dominant partial slip condition with a wider slip region compared to constant normal loading, severe delamination, and higher oxidation rate due to the normal load release at each cycle, are the most important reasons for significant reductions in fretting fatigue life, under cyclic normal loading, especially for low normal load frequencies.     

倒圆角直梁型柔性铰链疲劳分析

典型柔性铰链研究结果表明,柔性铰链的缺口形状对柔性铰链的疲劳性能具有本质影响,而具有特殊缺口形状的柔性铰链一直缺乏系统研究,其疲劳性能具有重要研究价值。尤其对于复合型柔性铰链,通过有限元仿真实验,计算其疲劳寿命,对于复合型柔性铰链的疲劳性能研究具有重要意义。基于有限元疲劳分析法,在一端固定,另一端承受力矩或力的边界条件下,对倒圆角直梁型柔性铰链进行疲劳分析,得到柔性铰链薄弱环节的寿命情况,进而掌握整个柔性铰链的使用寿命,为新型柔性铰链的工程设计提供了理论依据。     

汽车控制臂后衬套台架试验疲劳寿命分析

实现多轴工况下的橡胶部件的疲劳寿命预测具有重要意义,对橡胶衬套的台架疲劳试验寿命进行预测,研究和分析实现衬套多轴疲劳寿命预测的一些关键问题。进行衬套部件的台架疲劳试验,获得了部件的试验疲劳寿命。选定疲劳损伤模型,进行橡胶材料的疲劳寿命测试,拟合模型参数;使用有限元仿真和线性叠加法计算得到衬套在台架疲劳试验中的应力和应变响应;对衬套的台架试验疲劳寿命进行预测,分析损伤参数、载荷相位、线性叠加等因素对疲劳寿命的影响。结果表明,该文的材料疲劳试验方法和寿命预测方法能够较好地预测橡胶衬套台架疲劳寿命;对于台架试验工况,损伤参数对寿命影响不大,载荷的相位对寿命影响较大,线性叠加引起的误差不大。     

随机载荷下矿用自卸车后桥壳疲劳寿命分析

矿用自卸车行驶路况非常恶劣,为研究国产首台SF33900型矿用自卸车后桥壳的疲劳寿命,建立后桥壳有限元分析模型,将载荷峰值作用下的仿真应力结果与试验结果进行对比分析,得出两者数值比较接近,从而验证了该模型具有一定的准确性。将动力学分析结果作为后桥壳疲劳寿命分析的随机载荷谱,得出水平路面普通工况下的疲劳寿命分布云图,其最小寿命满足工程要求。为研究载荷变化对后桥壳疲劳寿命的灵敏性,对比分析三处载荷变化对后桥壳疲劳寿命的影响程度,得出后横拉杆和悬架下支点位置受力变化对后桥壳疲劳寿命影响较大。另外,还考虑载荷频率变化对后桥壳疲劳寿命的影响,结果表明,载荷频率变化比幅值变化更能影响疲劳寿命。