基于频域和时域法的电池包随机振动疲劳计算对比研究

针对频域法和时域法在随机振动疲劳计算中的适用性问题,以某型号电池包为研究对象,综合研究了2种方法的计算精度和计算效率.首先,建立电池包有限元模型,并通过模态试验进行验证;其次,以国标GB 38031―2020加速度功率谱密度（PSD）载荷谱作为频域载荷输入,并利用傅里叶逆变换技术将其转换为加速度时域载荷;最后,分别基于频域法和时域法计算电池包的振动加速度、应力和疲劳寿命,并进行了计算精度、效率的对比分析和精度的试验验证.结果表明,在电池包总振级和应力均方根值（RMS）方面,频域法和时域法计算结果相近,相对误差小于16%;在加速度和应力峰值方面,频域法“3σ”计算结果与时域法差距较大,若采用“4σ”或“5σ”原则,计算结果与时域法相近,相对误差小于15%;在振动疲劳方面,频域法计算寿命约为时域法的3~6倍,主要原因包括Dirlik模型和应力响应PSD谱差异,其中Dirlik模型造成的差距小于1.5倍;在计算效率方面,频域法比时域法高约134倍.试验数据表明,时域法计算精度更高,适用于结构危险位置振动疲劳的精确计算,而频域法计算效率更高,适用于结构危险位置的快速预测.     

基于随机振动环境归纳的车辆设备疲劳寿命估计

针对车辆设备疲劳寿命估计时的复杂振动环境特点,提出一种适用于车辆设备的随机振动环境归纳方法,并基于此归纳方法给出了一种车辆设备疲劳寿命估计流程。通过参数假设检验合并振动环境数据,估计样本的容差上限,得到实测谱和规范谱。以某型地铁车辆轴箱吊耳疲劳断裂为例,对实测应力进行统计分析,并将实测谱和规范谱作为激励,仿真计算吊耳的疲劳寿命。结果表明,相比于实测应力下的疲劳结果,实测谱和规范谱的仿真结果的相对误差分别为1.8%和4.1%,证明提出的振动环境归纳方法及疲劳寿命估计方法可靠性高,可为实际工程应用提供参考。     

随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳寿命分析

针对管路系统中Ni-Ti合金管接头随机振动问题进行了随机振动疲劳寿命分析.以某飞机典型液压管路中的Ni-Ti合金管接头为研究对象,采用基于高斯分布和Mine线性累计损伤定律的Steinberg法,得到了疲劳损伤的计算公式.基于描述Ni-Ti形状记忆合金超弹性和记忆效应的本构模型,建立了管接头有限元模型,进行模态分析和随机振动响应分析,并利用疲劳损伤的计算公式预测结构的疲劳寿命.结果表明:Ni-Ti形状记忆合金管接头在80 000 h的飞行寿命内是安全可靠的,为管接头的设计和优化提供了理论参考.     

铝合金薄板结构多模态随机振动疲劳分析

基于数值方法分析了铝合金薄板在共振和非共振状态下的动态响应,结合Dirlik疲劳寿命估算方法,确定振动应力是影响结构振动疲劳寿命的主要因素.利用数字图像相关技术,通过随机振动试验验证了数值计算动应力的准确性,研究了结构在多模态随机载荷激励下的振动特性,发现高阶模态载荷会影响结构振动疲劳损伤,引起结构振动疲劳寿命的急剧降低,并分析了产生这一现象的原因.     

随机振动下装配误差对液压导管疲劳寿命影响仿真分析

在军事实战化训练强度全面提高的背景下,战斗机液压导管频繁出现裂纹、漏油等严重威胁飞行安全的故障情况。针对后机身液压导管疲劳寿命与机体结构寿命不匹配的问题,重点以装配误差作为液压导管疲劳寿命主要影响因素开展仿真分析研究。从随机振动载荷疲劳寿命分析入手,运用数字建模方法绘制典型管路模型,结合Miner线性累计损伤理论,利用有限元分析软件设置疲劳计算程序对正常装配液压导管疲劳寿命进行仿真评估。根据管路不同装配误差情况调整模型设置,基于结构动力学理论,对不同装配误差下的液压导管进行疲劳寿命分析,得到当装配误差大于0.73mm,液压导管疲劳寿命将低于3 000飞行小时机体寿命的分析结果。研究成果为进一步开展航空液压导管装配理论研究提供了技术支撑和经验参考。     

交叉模态对结构随机振动疲劳损伤的贡献

以小阻尼简支梁为例,讨论了交叉模态对随机振动疲劳损伤累积的贡献;结构的响应分析采用模态叠加方法,随机振动疲劳损伤累积分析采用Miner线性疲劳损伤准则。数值模拟结果表明,即使是小阻尼稀疏模态结构,交叉模态对结构振动疲劳损伤累积的贡献也是不容忽视的。     

汽车随机振动系统平顺性线性时域模拟

建立了汽车整车振动系统的八个自由度线性模型,在四轮相关随机路面激励的条件下,采用数值计算方法对整车振动进行了时域模拟和傅立叶谱分析,并通过试验验证了模拟方法准确性。此模拟方法可实现平顺性的分析、预测和参数成化,可作为汽车平顺性设计的辅助工具。     

气动舵机高压减压阀的分析与设计

本文分析了用于气动舵机的高压减压阀的静特性,在此基础上,按技术条件提出了设计这类减压阀的基本方法。经验证,理论与实验基本符合。     

抽油杆的疲劳失效分析与控制

抽油杆作为油气田开采中的关键部件之一其质量直接决定生产的效率。抽油杆的失效大部分是由于在波动拉伸应力的作用下而产生的疲劳破坏,对其进行疲劳失效分析并提出疲劳寿命的计算方法可以有效地提高抽油杆的使用效率。     

ANSYS的随机疲劳分析方法

随机振动广泛存在于在工程界的各个领域。本文主要介绍了如何利用有限元软件ANSYS计算结构的随机疲劳以及分析方法。     

高烟囱的随机响应时域识别的探讨

本文对高烟囱的随机响应数据进行了模态参数的时域识别,并在此基础上进行了频率公式的拟合。该公式建立了前三阶振动频率与振动阶数的线性关系。与实测结果相比,其相对误差一般在16％以下,有一定的参考价值和实用意义。     

调节阀流量特性对系统控制质量的影响

结合华润赛力事达玉米深加工项目中的流量调节阀,详细分析了调节阀的流量特性在实际使用中由理想的固有流量特性畸变成工作流量特性的因素,及其对系统控制质量所造成的影响,提出了选择合适流量特性改善控制质量的方法。     

核岛双闸板闸阀振动特性的数值模拟

介绍了核安全级阀门振动特性计算在动力学分析与核安全评审中的重要作用,阐述了采用有限元分析法进行产品振动特性分析的实用性,讨论了采用三维有限元分析软件进行核安全级阀门振动特性数值模拟的基本思想和过程.同时,根据核岛核安全级平行式双闸板闸阀产品的设计数据建立三维计算模型,用三维有限元计算方法,对阀门装配整体进行计算,处理了接触面并解决了计算量和精度的矛盾,所得阀门前6阶固有频率是阀门抗震计算的重要基础.     

混凝土泵车疲劳寿命预测方法

为了探索频域法在混凝土泵车疲劳寿命预测中的应用,以某48 m混凝土泵车为例,现场实测了臂架结构危险部位的随机载荷谱,并对该焊接结构进行了室内疲劳试验。结合试验数据,分别应用频域法和时域法计算出了泵车结构危险部位的疲劳寿命。结果表明:采用Dirlik概率模型的频域法能较好地反映随机载荷下泵车臂架结构的疲劳寿命,频域法与时域法计算结果相对误差仅为8%左右。     

桥梁焊接构件疲劳损伤测试与分析

对桥梁结构中典型的焊接构件的缩尺试样进行实验研究,探讨了焊接构件在高频动载下的高周疲劳损伤破坏过程及其特征．通过动态捕捉焊接试样在焊趾附近的应变变化情况,直观描述了疲劳损伤演化过程中的3个典型阶段;通过研究疲劳实验过程中试件固有频率的变化情况,定量给出了试样的疲劳损伤演化曲线,为研究结构的疲劳损伤情况提供了一种新的方法．结果表明：在焊接试样的总疲劳寿命中,对应于疲劳裂纹萌生期和扩展期的寿命占主要部分,达到总疲劳寿命的90％左右,而产生宏观可见的疲劳裂纹到试件断裂的寿命周期很短,只占到总疲劳寿命的10％左右．疲劳裂纹源和裂纹扩展区部分的图像呈放射状的人字形条纹,人字纹指向裂源,其反向为裂纹的扩展方向．     

基于高频振动信号分析的稠油出砂量监测方法

针对海上稠油开发中的适度出砂监测问题,设计一种能够持续有效监测油井出砂的监测系统,并进行室内试验。利用专门设计的一次仪表对砂粒撞击产生的高频振动信号进行监测,在实验室条件下,进行不同出砂量条件下的黏度为130 mPa.s的原油出砂监测效果试验。采用编写的信号分析程序对监测的出砂信号进行时域、频域特征分析。结果表明,该系统能有效监测油流中含砂量的变化,随着含砂量的增加,出砂振动信号的方差值、均方根值、功率谱幅值等信号特征值均增大,且基本呈线性变化,试验结果验证了监测系统的可行性。