重卡驱动桥壳疲劳稳健性与轻量化设计

驱动桥壳轻量化设计对于提高承载能力、降低生产成本具有重要的意义.本文在驱动桥壳有限元分析和疲劳分析计算的基础上建立驱动桥壳多目标优化模型，对重型卡车驱动桥壳进行参数化设计，建立正交试验表，利用田口方法和综合评价方法对驱动桥壳的疲劳性能稳健性和质量进行优化设计.优化结果表明，此方法可以应用于驱动桥壳的多目标优化，优化后驱动桥壳的疲劳稳健性能得到提高，减轻了质量，因此节约了桥壳材料，降低了生产和运营成本，提高了设计水平.     

弹性流体动力润滑状态下滚动轴承摩擦的分析

基于非牛顿弹性流体动力润滑(弹流润滑)点接触问题的数值求解方法,对深沟球轴承滚动体与滚道椭圆接触的稳态与瞬态润滑问题进行了分析.依据油膜压力与油膜厚度的数值计算结果,讨论了接触表面粗糙度、表面几何形态(粗糙表面峰谷高度)、滑滚比、接触力以及滚动速度等参数的改变对润滑深沟球轴承摩擦系数的影响.结果表明:表面粗糙度的改变对摩擦系数的影响较小;粗糙度一定时,表面几何形态的差别对摩擦系数影响较小;摩擦系数随着滑滚比的提高而增大;接触力与滚动速度的提高导致摩擦系数增大.     

纤维金属层板的拉伸性能研究

GLARE是一种先进的混杂层板材料,由高韧度薄铝合金层和高强度玻璃纤维/环氧树脂层交替铺设而成,具有独特的轻质、耐疲劳、耐冲击、高阻燃性和耐腐蚀属性.系统地对GLARE层板进行了静力拉伸测试,展示了铺层结构和铺层类型对其静力学性能的影响,并对混杂模型的适用性进行了验证.结果显示:采用混杂模型法预测GLARE层的轴向弹性模量具有较高的精度,但进行强度预测时对于部分类型的层板需要考虑纤维的桥接作用.     

壳板叶片的固有特性分析

提出一种计算壳板叶片固有特性的解析方法.将叶片简化成固定在轮盘上的悬臂开口薄壁圆柱壳,采用将已知的轴向悬臂梁的振型函数代入壳板的振型变分方程降为另一方向的常微分方程的方法,解此常微分方程可以求得叶片的静频、动频以及相应的振型函数,并与有限元结果进行了比较.结果表明:提出的求解方法具有较好的计算精度.利用求得的固有频率和振型函数可以进一步研究单叶片或组合叶片的非线性振动特性以及疲劳寿命.     

基于混合特征和支持向量机的抽油杆缺陷识别

为了提高抽油杆的缺陷识别率,将小波包能量特征和时域峰峰值特征组成的混合特征向量和基于小样本的支持向量机法应用于抽油杆的缺陷识别中.应用基于类距离的可分离性判据,证明了混合特征比单一小波包能量特征的可分离性强,在一定程度上可提高抽油杆缺陷识别的有效性;同时应用大量的数据和一对一分类的支持向量机进行抽油杆缺陷模式识别.其识别结果表明,混合特征具有比单一小波包能量特征更好的分离性,识别缺陷的泛化误差小,提高了抽油杆的缺陷识别率.     

铝合金回填式搅拌摩擦点焊负载测量分析

利用测力传感器对6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊过程中的Z向负载进行了测量,研究了搅拌摩擦点焊过程中不同焊接工艺参数(轴肩转速、搅拌针转速、扎入/回抽时间和扎入深度等)对负载的影响.结果表明,铝合金搅拌摩擦点焊试验中负载曲线可分为压紧环下压区、轴肩扎入区、搅拌针回填区和搅拌头卸载区四个部分.试验负载随轴肩(或搅拌针)转速的增大出现波动下降的趋势;焊接负载随轴肩扎入/回抽时间的增加而逐渐降低;焊接负载也随轴肩扎入深度的变化而变化,但没有发现特定影响规律.     

结构系统可靠性分析的发生函数法

发生函数法是多状态系统性能评估的重要工具. 本文在结构系统强度可靠性分析中引入并发展发生函数法, 分别构造描述强度(抗力)、应力(载荷)、安全裕度、疲劳寿命等概率分布的发生函数, 定义各类发生函数之间的复合算子及相应的性能结构关系, 实现静定、静不定结构系统静强度可靠性和结构系统疲劳强度可靠性的建模. 在发生函数的复合运算中, 通过同类项合并、近似项合并技术缩减计算量以提高效率. 理论分析和数值算例表明: 发生函数形式统一、表达简洁、宜编程、通用性强, 适用于具有多层次结构的系统概率建模. 新方法充分考虑了结构元件之间因孪生载荷而引发的失效相关性, 可为存在多模式损伤耦合的土木工程结构、机械装备系统静、动强度可靠性分析提供理论参考及有效工具.     

基于多元可靠性模型的复杂结构件危险点选取方法

为了准确评估复杂结构件的疲劳寿命及可靠性,提出了基于多元可靠性模型的复杂结构件危险点选取方法。该方法综合考虑了载荷不确定性、材料性能不确定性、载荷作用次数以及材料强度退化对危险点疲劳寿命及可靠性的影响,同时也为其他机械结构件危险点的选取提供了规范的判定依据。以某型号地铁列车枕梁为例,详细展示了利用多元可靠性模型选取枕梁结构件危险点的具体计算过程,并对枕梁的疲劳可靠性进行了评估。结果表明:在以应力集中为依据确定的28个枕梁结构件潜在危险点中,只有2个是对枕梁疲劳可靠性构成影响的真正危险点,同时,该列车枕梁在设计的服役环境下完全满足安全服役30a的设计要求,并且服役60a的累计失效概率仅为0.75%。     

基于Isight的冲压驱动桥壳参数化有限元建模方法

针对目前冲压驱动桥壳有限元建模方式繁琐低效的问题,在多学科优化集成软件Isight环境中,综合运用Pro_E参数化建模功能和ABAQUS有限元分析功能,建立了考虑冲压工艺和焊接工艺影响的驱动桥壳参数化有限元分析流程及参数化有限元模型.该方法有效地解决了复杂结构参数化有限元分析过程中的模型描述、参数驱动、自动更新等问题,不仅为解决类似问题提供了一种新的解决方案,也为桥壳可靠性预测和评估等问题提供了有效的工具.实例结果表明,该方法合理、可行.     

连续系统强度分布的确定方法与可靠度计算

由于目前缺少较好的数学模型对管道类连续系统进行可靠性分析,将连续系统离散成由若干实体单元组成的一个"串联系统".应用最小次序统计量推导出连续系统强度分布函数的Weibull表达式.通过参数变换法确定连续系统的强度分布,而且强度分布能通过实验所确定的参数来表示.应用最大似然估计法对连续系统强度分布的参数进行估计.建立了系统级应力-强度干涉模型,能够反映单元间的相关失效的影响,并模拟连续系统的可靠度与其长度之间的关系.研究表明,所建立的可靠性模型为不同尺度的连续系统的可靠性评价提供了依据,并且大尺度连续系统的可靠度具有下限值.