曲轴疲劳寿命的有限元和多体动力学联合仿真研究

对于某型号的柴油机曲轴轴系,以有限元方法、动力学仿真分析以及疲劳分析为基础,采用有限元和多体动力学联合仿真对曲轴疲劳寿命进行预测。在MSC.Nastran中对曲轴进行模态分析,得到模态中性文件(*.mnf),用柔性曲轴替换刚性曲轴,得到刚柔耦合的多体动力学模型,在Adams中对曲轴进行载荷历程计算,把得到的.dac文件导入MSC.Fatigue,完成了曲轴的疲劳寿命分析,为曲轴的优化设计提供参考。     

应用多体有限元法预测车体结构疲劳寿命

利用多体动力学和有限元法结合的混合方法对机车车体结构疲劳寿命进行仿真研究.首先在SIMPACK中建立机车整车的多体系统动力学模型,根据不同的载荷工况计算其载荷时间历程;其次根据有限元准静态应力分析法,获得车体结构的准静态应力应变影响因子(stresses influence coefficient,SIC),再利用模态分析技术获得车体结构固有频率和模态振型,以及确定车体结构危险点位置.基于危险应力分布的动载荷历程,结合车体材料的S-N曲线以及Palmgren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法和WAFO(wave analysis for fatigue and oceanography)技术进行标准时域的车体结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤累积和寿命预测.实测结果和仿真结果相互对比表明,这种方法可以有效预测车体结构的疲劳寿命,其精度和动力学与有限元模型的精度有关.     

一种新的随机多轴疲劳寿命预测方法

提出一种多轴随机载荷下的疲劳寿命预测方法。该法首先基于von Mises等效应变和等效应力概念、符号修正公式以及传统的单轴雨流计数法,提出一种多轴随机载荷下的循环计数方法。此法主要针对多轴随机载荷下vonMises等效应变和等效应力历程中的符号丢失问题,建议采用一种符号公式来加以修正,以便于结合单轴雨流计数法对修正后的von Mises等效应变历程进行较为精准地循环计数,从而不仅有利后续疲劳损伤的正确估算,还可使单轴循环计数法能有效地应用于多轴载荷—时间历程。然后分析von Mises等效应变循环内的应变状态,并定义该循环内的临界平面和构造损伤参量的基本参数。最后,将提出的计数方法结合几种常见的临界面多轴疲劳损伤模型以及线性损伤定律,对随机拉—扭加载下的En15R钢薄壁管疲劳试件进行寿命预测验证,预测结果与试验结果吻合较好。     

商用车驱动桥壳疲劳寿命的有限元仿真与实验分析

汽车驱动桥桥壳是汽车底盘中主要的受力部件,承受着各种方向和形式的载荷,其主要的损伤形式是在交变载荷作用下发生的疲劳失效.基于某型驱动桥壳的有限元模型进行该桥壳的静强度计算,并在此基础上进行桥壳和焊缝的疲劳寿命分析,有限元仿真结果与台架实验结果相一致.基于分析结果,提出桥壳优化设计的方案.     

基于刚弹耦合多体动力学仿真的沙滩车下横臂疲劳寿命预测

针对某沙滩车,结合机械系统疲劳分析和模态分析的基本理论,以NASTRAN软件为分析工具,对悬架的关键受力部件下横臂进行模态分析。将下横臂的模态中性文件(MNF)重新导入AD-AMS/CAR软件中取代刚体下横臂模型,最终建立了刚弹耦合的沙滩车整车模型。利用MATLAB软件编制的路面谱模拟B级路面模型,将上述刚弹耦合整车模型在ADAMS/CAR RIDE环境中进行平顺性仿真,提取出下横臂与车身连接处的载荷时间历程曲线。最后,根据应力疲劳分析法(S-N分析法)和上述载荷历程曲线,在FATIGUE软件中对下横壁进行了疲劳寿命分析,分析结果为下横臂的结构设计提供参考。     

孔的圆度对预测疲劳寿命影响的定量分析

将真实孔的轮廓假定为正多边形,用正多边形的内外接圆的半径之差表示真实孔的圆度公差,采用有限元软件对不同圆度开孔的应力场进行分析, 并根据计算结果估算不同存活率下孔的疲劳寿命,讨论圆度对开孔疲劳寿命的影响.数值模拟结果表明, 在此假定条件下,孔的圆度公差越小,孔的疲劳寿命越大;在相同存活率下,孔的圆度公差与孔的对数疲劳寿命呈二次曲线关系.     

海洋石油平台结构系统的疲劳寿命预测

介绍了石油大学提出的海洋石油平台结构系统疲劳寿命预测的方法与步骤，并给出了渤海八号固定采油平台的计算实例。     

某型飞机关键结构模拟件疲劳寿命研究

通过应变测量摸清某型飞机关键结构模拟件的疲劳危险部位及严重的受力状态,通过疲劳试验获得疲劳危险部位的裂纹扩展数据,提出了推断疲劳裂纹起始寿命的工程方法.     

农用运输车驱动桥壳疲劳寿命分布预测

运用有限元法和疲劳损伤理论对某农用运输车驱动桥壳进行疲劳寿命计算,得到桥壳在试验条件下疲劳寿命分布.在疲劳寿命分析时,采用临界平面准则;主减速器后盖处的焊缝对整体疲劳寿命有很大影响,计算时采用标准BS5400规定的算法.分析结果表明,桥壳疲劳破坏集中在焊缝部位,与试验结果比较吻合.因此这种基于有限元分析的疲劳寿命预测方法是可行的,能够降低设计成本,缩短设计周期.     

长寿命区疲劳寿命概率分布

讨论了试件在低载长寿命区疲劳寿命概率分布问题,根据疲劳寿命与疲劳强度破坏率等同性原理,建立了一个疲劳寿命概率分布模型。文中给出了实例,并通过蒙特卡洛模拟验证了模型的正确。     

表面粗糙度对表面应力集中系数和疲劳寿命影响分析

把平板的表面形貌简化为半椭圆形微缺口,采用有限元法对不同表面粗糙度下的应力场进行分析,得到不同表面粗糙度Rz时平板的表面应力集中系数,并预测不同表面粗糙度的平板在不同存活率下的疲劳寿命,讨论表面粗糙度对疲劳寿命的影响。采用回归方法建立表面应力集中系数与微缺口中心间距、表面粗糙度之间的经验公式。结果表明,在相同存活率下,表面粗糙度与平板的对数疲劳寿命呈二次曲线关系。     

汽车车轮疲劳寿命预测方法的研究

根据疲劳寿命预测理论 ,建立 14× 5 .5J车轮受力危险点的疲劳寿命曲线。以车轮弯曲疲劳试验和有限元分析数据为基本参数 ,采用名义应力法和局部应力—应变法中的莫罗修正公式和史密斯修正公式 ,对 14× 5 .5J车轮分别在等幅载荷和载荷谱作用下进行疲劳寿命预测。运用可靠性理论 ,分别对等幅载荷和载荷谱作用下计算出来的疲劳寿命进行可靠度分析。结果表明 ,名义应力法和史密斯修正公式预测汽车车轮疲劳寿命具有较高的可靠性     

军用飞机结构疲劳寿命研究

简述飞机结构疲劳问题的重要性,特别结合军用标准规范对飞机结构疲劳设计要求的变化勾画飞机结构疲劳设计思想演变的情况;着重论述工程实际中常用的疲劳寿命分析方法,论述全尺寸结构疲劳试验的作用意义、试验载荷谱、试验实施的有关环节,概要介绍在飞机构件寿命分析与全尺寸结构疲劳试验方面所做的一部分研究工作,并就疲劳研究的发展提出一些粗浅看法。     

高温多轴疲劳损伤与寿命预测研究进展

介绍国内外疲劳一蠕变交互作用研究的一些进展,其中包括微观裂纹萌生及扩展机理的研究、高温多轴疲劳一蠕变实验的发展。对四种具有代表性的疲劳一蠕变损伤累积模型及寿命预测方法,即线性损伤累积模型、损伤率法、延性耗竭法和过应力法进行较为详尽的描述,并对这几种方法在多轴领域的改进和推广进行重点介绍。     

基于随机有限元法的结构经济寿命分析

基于随机有限元,将材料和载荷等影响结构疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,分别对结构的裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命进行可靠性分析.将结构的疲劳寿命看成由裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命组成的串联系统,并由此确定结构的检修周期.通过随机有限元得到的分析结果与Monte Carlo模拟结果的比较,表明此方法能给出合理的结构检修周期,具有较强的适用性.