金属橡胶材料疲劳损伤性能研究

对设计制作的固支圆盘形金属橡胶构件进行疲劳损伤特性试验研究,对其疲劳损伤性能的分析表明金属橡胶材料的疲劳破坏不同于实体材料,它不会发生突然断裂失效,其疲劳破坏形式主要是其内部的金属丝产生局部断裂、破碎和磨损,从而在构件内部产生累积损伤,宏观上表现为承载能力和耗能性能不断衰减;通过对其内部金属丝两种典型勾连结构耗能方式随振动周期变化情况的分析,揭示金属橡胶材料疲劳损伤机理主要是其内部勾连结构滑移挤压方式的不同及金属丝间的微动摩擦、磨损及断裂;用刚度损伤和阻尼损伤描述金属橡胶的疲劳损伤过程,并提出综合损伤因子D作为金属橡胶疲劳失效判据。     

预应力对柔性薄壁轴承疲劳寿命影响的仿真分析

谐波减速器的柔性轴承装配到波发生器椭圆凸轮上时存在较大的预应力和预变形。为研究预应力的影响,利用ANSYS Workbench建立柔性轴承和波发生器凸轮多体接触模型,在实际工作载荷和预应力及预变形作用下,对柔性轴承内外套圈进行分析,得到其变形、应力以及载荷分布规律。分析结果表明,内外圈沟道处的等效应力主要取决于其受到的周向应力;内外圈的最大等效应力和最大径向应力发生在长轴处的球与内外沟道接触的区域。依据L P理论计算出柔性轴承的疲劳寿命,结果表明,考虑预应力情况下柔性轴承的疲劳寿命降低了30%,研究结果对柔性薄壁轴承的设计及分析提供理论参考和实践指导。     

焊缝参数对疲劳寿命的影响研究

针对汽车悬架系统中常见的焊接结构,采用CAE技术对其焊缝的耐久性进行分析。为了考察焊缝模型各参数对焊缝疲劳寿命的影响,在前处理软件中建立不同焊缝单元倾角及厚度模型,并在nCode软件中计算焊缝部位的疲劳损伤。通过对比分析,建立各参数与疲劳损伤的相关性,为模拟焊缝结构的有效性提供参考。     

阀门用金属波纹管疲劳寿命的有限元分析

应用MSC.Fatigue软件并以应变寿命法分析和得出了阀门用金属波纹管在压力、位移条件下的疲劳寿命。分析了材料的循环性能对波纹管疲劳寿命分析的影响,并且通过波纹管的疲劳寿命试验验证了软件分析的准确程度,从而得到精确的分析结果。     

金属薄膜弹簧疲劳寿命预测

轻触式按键(1ight touch switch)在消费类电子产品和工业自动化中得到广泛的应用，其关键零件是金属薄膜弹簧(metal diaphragm)，疲劳破坏是其主要失效形式，预测其疲劳寿命是产品设计的重要内容之一。文中首先阐述金属薄膜弹簧工作应力仿真的模型和结果；其次给出进行疲劳试验数据处理的数理统计方法，利用概率纸和回归分析确定材料的统计分布规律，通过平移材料的S—N曲线得到相应的设计用S—N曲线；最后，通过在疲劳极限图上映射工作点应力状态，预测金属薄膜弹簧上各处的疲劳寿命，并和试验结果进行比较，二者较为符合。     

S型焊接金属波纹管疲劳寿命的有限元分析

应用ANSYS Workbench（AWE）软件的Fatigue Tool工具箱和S—N曲线,分别用Goodman直线模型、Gerber抛物线模型、Soderbe曙直线模型和S-N直线模型的平均应力修正法,对S型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证：有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。     

防振橡胶材料疲劳寿命可靠性分布模型研究

橡胶隔振器主体隔振橡胶疲劳寿命具有很大的分散性,仅采用裂纹萌生法和裂纹扩展法等确定方法是不足的,还需从概率的角度对橡胶结构的疲劳寿命做出合理的预测。基于橡胶单轴拉伸疲劳试验测试数据,推导三参数威布尔分布(Three Parameters Weibull Distribution, 3PWD)和对数正态分布(Logarithmic Normal Distribution, LND)两种典型概率分布模型对应的疲劳剩余寿命的累积分布函数和概率密度函数,应用到剩余寿命可靠性的预测中,以此确定不同概率分布模型下所需最小的试样数和工况数。结果表明,3PWD更适合用来表征橡胶疲劳寿命的概率分布规律;橡胶疲劳试验样本数和工况数的最小值分布在4～6个之间;在确定中值寿命时应优先选择对数平均值作为后续的疲劳分析。研究工作可以为橡胶隔振器抗疲劳设计和试验提供指导。     

滚动轴承疲劳寿命的影响因素

对影响滚动轴承疲劳寿命的各种因素进行了综述，包括各种疲劳诱导应力(最大切应力、最大动态切应力、Von Mises应力和八面切应力)，切向力、残余应力和环向应力疲劳极限应力、表面粗糙度、弹流润滑、表面处理、润滑油中污染颗粒、温度、速度、不失效寿命和钢材纯净度(氧含量)的影响，为轴承寿命的准确预测提供参考。     

变幅载荷下填充型天然橡胶疲劳试验与预测方法研究

以填充天然橡胶哑铃型圆柱试件为研究对象,进行不同应变比R与变幅载荷下的单轴疲劳试验,并分析变幅载荷对疲劳寿命的影响。以应变幅值为损伤参量,建立基于应变比R=0的等效应变幅值统一疲劳寿命预测模型,利用该模型预测所有应变比工况下的疲劳寿命,其预测值与实测寿命的偏差在2倍分散因子以内;对不同应变比R、载荷水平、加载顺序与停顿时间等变幅载荷下的疲劳寿命进行单轴疲劳试验,基于Miner线性损伤法则预测变幅载荷下的疲劳寿命,和实测寿命相比其偏差都落在2倍分散因子以内;对哑铃型试件进行随机载荷疲劳试验,通过雨流统计和不同应变比R下的统一疲劳寿命预测模型计算其总寿命,预测结果和实测结果最大误差在34%以内。验证了Miner线性损伤法则在填充型天然橡胶疲劳寿命预测中的普适性,所建立的不同应变比R下的等效应变幅值统一疲劳寿命预测模型可用于橡胶隔振器的前期耐久评估。     

金属橡胶恢复力的迟滞模型研究

依据金属橡胶变形的主要特征,对金属丝螺旋卷的空间位形、接触模式进行了分析。提出了基于变长度曲梁的细观结构单元和接触作用模型,考虑摩擦接触点分布规律,建立了金属橡胶恢复力的迟滞模型,实现了金属橡胶在不同变形幅值下的加卸载恢复力的预测。通过不同相对密度的金属橡胶试件对所建模型进行了试验验证,发现理论计算结果和试验结果有较好的一致性。     

金属橡胶构件的性能分析与实验研究

利用金属橡胶的弹性性能,设计了一种以金属橡胶作为阻尼元件的隔振器,对其进行了理论分析和静态实验研究,通过实验获得了金属橡胶隔振器刚度,密度及振幅之间的相互关系,并利用Masing理论,建立了金属橡胶隔振器数学模型,利用数学模型对实验结果进行了验证,为金属橡胶隔振器的应用提供了理论依据。     

金属波纹管低周疲劳寿命及可靠性的研究

应用有限元法、试验、数理统计等综合分析方法,对金属波纹管低周疲劳寿命及其可靠性进行研究和探讨。通过波纹管材料疲劳寿命试验、软件仿真分析、产品疲劳寿命试验及相关数据研究,金属波纹管的疲劳寿命呈威布尔分布规律,其寿命分散度也较大。在实际产品设计时将有限元仿真分析、工程设计和试验有机地结合在一起,研究波纹管的可靠寿命和安全系数,能够提高设计精度和可靠性。     

低碳低合金钢的变幅疲劳寿命估算

分别用15MnVN钢旋转弯曲试样和经过锤击后的16Mn钢对焊接头，试验研究了带存活率的变幅疲劳寿命估算方法。结果表明，在同一应力水平下，所用试样的常幅疲劳寿命服从对数正态分布。本文首先给出了以当量应力幅表示的疲劳寿命表达式，以及带存活率的疲劳寿命表达式，并进一步给出了带存活率的变幅疲劳寿命估算方法和估算结果。最后通过变幅疲劳寿命试验结果进行了验证，表明本文的估算结果是精确的。     

金属橡胶材料隔振特性研究

主要建立了金属橡胶材料的力学模型 ,重点研究了系统特征参数与结构物理参数、环境参数之间的关系 ,并通过系统的参数识别与前人经验相结合 ,得到了在减振结构确定情况下具有最佳减振效果的金属橡胶材料质量占空比参数 ,为各种金属橡胶材料减振器件快速、简便制作提供了理论与实验依据     

金属橡胶隔振构件中不锈钢丝疲劳断裂的原因

采用激光扫描共焦显微镜观察了成分与302不锈钢基本相同的冷拉拔φ0.3 mm不锈钢丝的表面形貌特征,并用扫描电镜对其显微组织进行了观察,对用此钢丝制备的金属橡胶隔振构件进行了疲劳试验并对钢丝疲劳断裂的原因进行了分析.结果表明:该不锈钢丝表面存在较多微米量级的凹凸体,其表面粗糙度Ra为3.447μm;钢丝内部存在以硬质颗粒为核心,长轴方向与拉拔方向一致的梭形微孔洞;钢丝的疲劳裂纹均起源于表面,并且呈现多源特征,断口上的裂纹扩展区和瞬断区面积所占比例各半,裂纹扩展区有典型的舌形叠加波浪状疲劳辉纹,其形成与钢丝内部的梭形微孔洞有重要关系.     

基于LabVIEW的桥式起重机金属结构疲劳寿命分析方法

金属结构的疲劳寿命分析方法主要是基于有限元、线性损伤、断裂力学等计算模型。在实际应用过程中需要开发软硬件系统,存在工程量大、模块间兼容性差、适应性不够等缺点,本文基于LabVIEW建立疲劳寿命分析模型来分析桥式起重机箱型梁疲劳寿命。     

不同损伤参量对橡胶隔振器疲劳寿命预测结果影响的研究

基于橡胶哑铃形试件的疲劳试验结果,分别以最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、八面体切应变、应变能密度、Luo等效应力、Saintier等效应力为损伤参量建立七种橡胶疲劳寿命预测模型。应用此七种模型预测某汽车动力总成橡胶悬置的疲劳寿命,对比不同寿命模型的预测效果。研究结果表明,以最大主工程应变、最大主对数应变、最大主Green-Lagrange应变、八面体切应变、应变能密度为损伤参量建立的寿命模型预测的疲劳寿命均在实测寿命的4倍分散线之内;以Luo应力、Saintiter应力为损伤参量建立的寿命预测模型的预测寿命落在实测寿命的2倍分散线之内。因此,以Luo应力、Saintiter应力为损伤参量建立的寿命预测模型预测效果更好,Luo应力、Saintier应力更适合作为疲劳损伤参量来预测橡胶隔振器的疲劳寿命。