斜齿轮传动过程的力学性能及疲劳寿命预测

根据齿轮传动中轮齿折断和齿面点烛疲劳破坏现象,基于齿轮啮合原理,对斜齿轮啮合过程的力学性能及疲劳寿命预测进行研究,结合实例分析计算齿轮传动过程中齿面接触应力变化规律和齿根弯曲应力变化规律;利用ANSYS建立斜齿轮副有限元模型,分析齿面接触应力和齿根弯曲应力,将其与理论计算结果比较,验证有限元分析方法的正确性;利用FE-SAFE中的名义应力分析法对斜齿轮副的危险部位进行疲劳寿命预测.     

斜压状态下回转窑托轮接触疲劳寿命预测

推导斜压状态下托轮接触应力的计算公式,建立托轮接触疲劳寿命预测模型.计算实例表明:随着支承载荷或托轮偏斜角增大,托轮的接触疲劳寿命显著减少;当托轮支承载荷大于2 500 kN,托轮偏斜角大于1.6°时,疲劳寿命极短,因此应通过调窑,将托轮的最大支承载荷控制在2 500 kN以内,托轮偏斜角控制在1.6°以内.     

汽轮机叶片疲劳寿命预测方法的研究

为了提高汽轮机叶片的可靠性，预防电厂中汽轮机叶片疲劳断裂的发生，首先提出了叶片应力和动态特性的数值分析方法，然后基于动态应力分析结果，考虑了影响汽轮机叶片失效的各种因素，引入Neuber准则和雨流计数法，建立了汽轮机叶片的疲劳寿命预测模型，并分析了一个5片成组的851mm叶片疲劳寿命状况。结果表明：提出的汽轮机叶片动态应力三维有限元分析模型具有良好的工程精度，叶片疲劳寿命预测可以定量地分析影响叶片安全运行的各种因素和叶片的疲劳寿命，为现实中叶片的设计制造及汽轮机运行提供了参考。     

压力容器低周疲劳寿命的损伤力学理论研究

采用材料延性指标（断面收缩率ψ）定义了一种疲劳损伤变量Ｄψ，并将该损伤变量应用于１６ＭｎＲ压力容器用钢疲劳损伤的研究，提出了一种新的压力容器低周疲劳寿命预测的损伤力学理论，研究结果表明，本文建立的损伤力学方法比局部应力应变法更接近实验结果。     

考虑材料微观结构的滚动接触疲劳寿命研究

轴承钢材料由许多细小晶粒组成,其力学性能在微观上表现为各向异性,会对滚动接触疲劳寿命产生显著影响.本研究从微观角度出发,以Voronoi多边形表征轴承钢晶粒结构,采用ABAQUS有限元软件建立考虑轴承钢晶体学属性的滚动接触疲劳寿命分析模型,对滚动接触应力及疲劳寿命进行预测分析.同时,将分析结果与基于各向同性材料假设的滚动接触模型结果进行对比,探究考虑晶体学属性的滚动接触疲劳寿命模型的特性,在此基础上,进一步分析晶粒大小分布对滚动接触疲劳寿命的影响规律.     

滑梁式空气箔片轴承力学分析及疲劳寿命计算方法

以滑梁式空气箔片轴承为研究对象,采用有限单元法建立了平箔片与底箔片滑梁连接部分的力学模型,并基于虚功原理对滑梁结构进行了力学分析,建立了箔片形变的计算模型;采用有限差分法求解等温雷诺方程,与箔片形变的计算模型结合构建了流固耦合的计算模型,实现了对轴承气膜压力的分布计算。在此基础上,计算了滑梁的最大应力,并基于线性疲劳损伤理论探讨了新型滑梁式空气箔片轴承的疲劳寿命。结合具体算例,对轴承的疲劳寿命进行数值计算。研究表明,滑梁最大应力约为106 MPa,滑梁式空气箔片轴承的疲劳寿命随着箔片厚度、滑梁斜率、轴承间隙及滑梁行数的增大而增大,随着滑梁列数的增大而减小,当轴承间隙为97 μm时,轴承寿命约为9 a。     

非连续接触下滚圈的接触压力及疲劳寿命预测

建立了非连续接触下筒体-滚圈接触压力的计算模型,得出了滚圈弯矩及弯曲应力计算公式。应用名义应力法和局部应力应变法,建立了滚圈疲劳寿命预测模型。通过实例分析,得出了如下结论：通过调窑,将滚圈的最大支承载荷控制在2500kN以内,能显著提高滚圈的疲劳寿命;在传统设计中,将滚圈支承角定为30°不合理;存在一个最佳滚圈支承角,此时滚圈疲劳寿命最大。     

基于Maattanen模型的冰激疲劳寿命分析

基于ANSYS系统和海洋平台自激振动Maattanen模型，提出了计算冰激疲劳寿命的一种新方法，并开发了与ANSYS系统集成使用的计算程序。利用该程序可以实现对多自由度复杂平台结构的冰激动力精细分析，并能定量确定自激冰力、结构的动力响应和节点应力。运用该程序计算了实际平台的冰激振动响应和节点疲劳寿命，分析了不同冰力参数对平台自激振动响应的影响。对使用不同冰力模型计算出的平台疲劳寿命进行的对比结果表明，较高冰速下平台动力响应较小；自激振动是造成平台疲劳损伤的主要原因。计算结果与现场观测情况一致，这进一步验证了新计算方法的可靠性，为平台冰激疲劳设计提供了依据。