近海废弃物收集系统压缩装置的疲劳寿命分析

针对近海废弃物收集系统中压缩装置在焊接处易产生裂纹等问题,对压缩装置的推板进行了疲劳寿命分析。首先基于有限元法对推板进行静力学分析,得到推板在理论载荷和约束下的应力应变云图。结果表明:推板强度能够满足设计要求,最大受力区域位于推板顶部,推板变形较大。为保证推板的安全性,对推板的结构做出改进,并进一步对改进后的推板做静力学分析。结果表明:改进后的推板变形量减小的同时强度依然满足设计要求。将改进后推板的强度分析结果导入Ansys Workbench疲劳寿命分析模块中,在推板的应力历程和疲劳特性S-N曲线的基础上,对推板的疲劳寿命进行预测。结果显示:推板的疲劳寿命最小值为9.2×10⁶次;在最大基本载荷扩大1.1倍后,推板的疲劳寿命循环次数为4.1×10⁵次;推板的整体结构相对安全,但与推板相连的液压缸基座处应力最大,产生疲劳裂纹的可能性最大。     

某重型自卸车不同工况下车架的疲劳寿命分析

为研究某重型电动轮自卸车车架疲劳寿命,根据其实际作业情况,采用惯性释放法对车架进行了各工况的有限元静力学分析。在此基础上通过准静态应力分析获得了车架关键部位应力响应因子,结合车架材料的S-N曲线。根据线性累积损伤理论及各工况载荷比重对车架进行了全寿命分析,并估算了车架总的疲劳寿命。结果表明:各工况的最大应力均未超出车架材料的屈服极限,应力的仿真数值和试验值误差在12%内,满足静强度要求。满载状态下车架的疲劳寿命大于16 814 h,基本能满足使用寿命要求。     

车轮弯曲疲劳试验机加载臂的疲劳寿命分析

利用Solidworks三维设计软件建立汽车车轮弯曲疲劳试验机的三维模型,导入ANSYS Workbench有限元分析软件,对车轮弯曲疲劳试验机的主要零件—加载臂进行静力学分析。为提高工作效率、降低计算机运算时间,将部分可能导致运算量大幅增加的零部件进行简化:轴承用弹簧单元取代。最终得到加载臂的变形云图与受力分布云图,并使用静力学分析中的疲劳工具得到疲劳寿命云图、损伤云图、安全系数云图,从中判断加载臂设计的合理性,为机构的优化提供依据。     

面向3D打印的排爆机械臂栅格优化

文中以排爆机器人机械臂为研究对象,设计了一种面向3D打印的排爆机械臂。通过SolidWorks建立机械臂三维模型,采用ANSYS Workbench对原始大臂进行静力学分析,再根据分析结果对机械臂大臂进行拓扑优化。在满足大臂工作要求的前提下,采用Altair Inspire为拓扑优化大臂分别填充3种不同直径的栅格结构。通过Inspire对优化后的大臂进行静力学分析,与原始大臂相比,优化后的机械臂不仅满足工作要求,且自身质量减小,提升了机械臂的承载能力与末端执行器精度,增强了排爆工作的安全性。采用3D打印技术制造的机械臂,解决了优化大臂模型复杂、加工困难的问题,提高了设计制造的效率。     

基于ADAMS刚柔耦合模型的塔式起重机起重臂疲劳寿命分析

为了确保塔式起重机的施工安全,延长塔式起重机的使用寿命,对塔式起重机起重臂的疲劳寿命进行了评估研究。首先,以某型号塔式起重机为研究对象,利用SolidWorks进行了三维建模,分析了该塔式起重机的典型工况,采用基于Workbench的塔式起重机静力学分析结果,确定了塔式起重机的应力最大位置;然后,用ANSYS APDL联合ADAMS进行了刚柔耦合动力学仿真,得到了该工况下工作循环的载荷谱;最后,利用NCODE Design Life的"疲劳五框图"对该工况下的塔式起重机进行了疲劳分析。研究结果表明:最易发生疲劳失效的位置在第6节起重臂上弦杆与外连杆的连接位置附近;可得到该工况下塔式起重机起重臂每次循环损伤的最大值为3.598×10~(-6),最小循环次数为2.799×10~5,满足塔式起重机设计要求,为在役塔式起重机的疲劳寿命评估和塔式起重机的设计提供参考价值,可作为对塔式起重机进行维修和更换零件的依据。     

基于有限单元法重载车辆驱动桥壳优化设计

驱动桥壳是重载车辆的最要承载结构,直接影响到整车的承载和使用寿命。针对某重载车辆驱动桥壳进行分析,采用分离体法,对驱动桥壳各单元进行受力分析;基于有限单元法对驱动桥壳的静力学、动力学特性进行分析,并对谐响应特性进行分析。驱动桥壳本体和半轴套管的部分应力远小于材料的许用应力;安装块与半轴套管间的焊接处出现了局部应力过大的情况;低阶固有频率和振型以及引起大幅共振的危险频率。通过材料优化和螺栓联接代替焊接等,对驱动桥壳进行结构优化设计。采用试验台对改进后驱动桥壳各部分应力情况和疲劳寿命进行分析,结果可知:改进后的桥壳质量减轻11%,并且有良好的动态特性;螺栓联接代替焊接方案,可有效改善两种材料焊接易引发的焊接缺陷,螺栓强度满足要求,桥壳的疲劳寿命达到69.7万次,满足使用要求。分析方法和分析结果为同类设计提供参考。     

基于nCode Design-Life的重型起重设备疲劳寿命预测研究

为研究重型起重设备的疲劳损伤和寿命,以门式起重机为算例建立有限元模型,通过有限元静力学分析,最大等效应力位于跨中受拉区,得出门式起重机强度和刚度满足要求。采用nCode Design-Life疲劳仿真软件利用S-N疲劳设计方法对有限元静力学特性和疲劳损伤进行分析,得到门式起重机疲劳寿命分布云图和疲劳损伤云图,其最小寿命满足工程要求。为了研究载荷变化对起重机寿命的影响,通过改变载荷缩放因子来改变时间载荷序列的大小,对比分析载荷变化后的寿命情况,得出随机载荷减小门式起重机寿命大大增加,过载对门式起重机的疲劳寿命有显著的影响。     

立式磨粉机磨辊轴结构优化与疲劳特性分析

在对传统立式磨粉机磨辊结构进行分析的基础上，指出结构中存在磨辊轴加工工艺难度过大的问题，针对此问题提出了新型的空心磨辊轴结构，该结构通过焊接与攻螺纹等简单的工艺方法取代了传统加工中工艺难度大的的深孔加工；并以空心磨辊轴壁厚为自变量将其与传统磨辊轴进行了静力学、模态和疲劳寿命等方面的分析比较，3个方面的分析结果均表明了该新型磨辊轴的可行性。相关研究为后续设计提供重要参考。     

高速芯片分选多工位转盘的疲劳寿命预测

多工位转盘是转盘式芯片分选设备中的关键部件,其间歇式高速启停转动所引发的惯性力会在转盘支撑臂的根部产生交变循环应力.由于转盘式芯片分选设备分选效率要求达到很高,进而要求转盘启停速度很快,间歇式转动频率很高,该工况下就需要转盘具有很高的抗疲劳寿命.首先对高速转盘工作状况和间歇式转动所产生的惯性力做了分析,然后通过静力学分析方法和Ansys有限元软件疲劳分析工具,分别计算转盘支撑臂所承受的交变应力,进而计算和分析转盘支撑臂的疲劳极限安全因子.通过分析表明,多工位转盘具有超过于2.6×109次循环次数的极限疲劳寿命,可以满足分选设备长时间高频率的生产要求.     

掘进机铲板有限元疲劳分析

为了延长掘进机的使用寿命,有必要探究其关键零件的可靠性。在Pro/E、MATLAB、ADAMS、ANSYS协同仿真环境下,应用有限元分析软件ANSYS,通过加载ADAMS输出的载荷文件对掘进机铲板进行静力学分析,并给出应力及应变分布云图,找出其薄弱环节;基于应力分析的结果,应用ANSYS Fatigue Tool模块对铲板进行了疲劳寿命分析,结果表明其满足疲劳强度要求;为类似零件的设计提供了量化的依据,同时降低了新产品的研发成本与时间,具有较高的实用价值。