凿岩机活塞疲劳寿命的理论分析

根据赫兹接触应力理论,对活塞疲劳失效进行了破坏机理的讨论,指出距冲击接触表面深度约为二分之一接触圆半径处,由于出现最大剪切应力,此处便形成了裂纹源;分析了影响疲劳裂纹扩展速度的重要因素;提出了活塞接触疲劳寿命的理论估算方法。     

气腿式凿岩机活塞的非线性动力学特性

以气腿式凿岩机活塞为研究对象,根据实际工况建立了活塞和钎杆冲击系统的有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对活塞冲程过程进行了非线性动力学特性分析,得到了活塞与钎杆各个时刻的应力应变情况.结果表明,活塞冲击能的计算结果与实验结果相比误差较小;活塞的最大应力发生在撞击端面上,此外活塞的花键根部也是受力较大的薄弱环节,最大应力介于其疲劳极限与屈服极限之间;活塞的失效形式为端面接触疲劳和花键根部处疲劳断裂,与实际情况十分吻合.     

柴油机活塞的热疲劳寿命预测

按照热疲劳和高温低周疲劳断裂机制研究了柴油机活塞的寿命和安全性评定，采用Ｍｉｓｅｓ当量准则，求出当量应变范围，通过实验证实，它与寿命之间存在着Ｍａｎｓｏｎ Ｃｏｆｆｉｎ公式关系，并把这一表达式推广到复杂应力状态且摆脱结构形状和尺寸的影响，从而可把实验室中利用试件进行的一维状态下疲劳特性的试验结果用于复杂应力状态不同形状和尺寸的构件。最后把这一成果用于１２Ｖ－１８０型柴油机活塞寿命预测并证实用相热疲     

疲劳破坏机理的分析

本文从联轴器疲劳破坏分析入手，提示了机件疲劳破坏的机理及影响疲劳在破坏的因素，进一步提出了提高疲劳强度的有效措施，延长机件疲劳寿命的方法。     

液压凿岩机的计算机辅助设计

本文运用计算机模拟方法,得出了园柱阀液压凿岩机的优化工况。为设计新产品提供了选择参数的依据;同时把活塞及阀的运动过程直观地表现在屏幕上,收到了较好的动画效果。     

岩石蠕变及疲劳破坏过程和破坏极限研究

介绍了蠕变试验及疲劳试验与岩石破坏过程和普通的单轴压缩破坏过程之间相关性以及岩石的蠕变极限和疲劳极限的研究结果。     

液压凿岩机恒功率自动换档控制理论和方案

在对液压凿岩机恒功率换档控制理论的研究基础上，提出了恒功率输出条件下利用液压凿岩机冲击压力的变化自动控制液压凿岩机换档方案，为液压凿岩过程全参数自适应最优控制提供了理论和技术基础．     

三维应力状态柴油机活塞的低周热疲劳安全性评价

根据柴油机“起动－停车”过程，缸内温度和压力呈现三角波形变化的特点，采用ＡＤＩＮＡＴ和ＡＤＩＮＡ有限元程序，分析了轻４２－１６０柴油机活塞的三维温度场和三维循环弹塑性应力，应变场，并由Ｍｉｓｅｓ当量理论求出相应的当量值，从而得到危险点位置。     

螺栓球支座节点中锚栓的超低周疲劳破坏特征

空间网格结构中,支座除了保证自身受力,还对上下部结构起连接和支撑作用,为研究网格结构中螺栓球支座锚栓的超低周疲劳破坏性能,设计了双向加载实验方案,其中垂直方向的压力恒定,水平方向进行大位移往复加载,得到了螺栓球支座节点的超低周疲劳破坏过程,通过对锚栓疲劳破坏过程、断口宏观及微观照片的分析,探讨螺栓球支座中锚栓的超低周疲劳破坏机理。     

柴油机活塞燃烧室疲劳开裂失效机理研究

以2种不同结构的柴油机活塞为研究对象,在相同的试验条件下进行发动机疲劳耐久可靠性台架试验,直至2种活塞分别开裂失效。试验结束后,采用金相显微镜和扫描电子显微镜对活塞的微观组织和裂纹形貌进行表征,并结合有限元模拟对活塞燃烧室的开裂失效机理进行研究。研究结果表明：活塞在机械或热机耦合载荷作用下,燃烧室底部会出现较高的拉应力,而机械载荷的周向应力最大值出现在销孔方向的燃烧室底部;活塞运行时间越长,活塞材料越容易发生“过时效”,从而导致活塞的强度和硬度明显下降,引发开裂失效风险;通过将活塞内冷油腔位置向上移动,并根据燃烧室形状将内腔顶部进行等壁厚随形设计,可以降低燃烧室部位的机械及热机耦合应力,有效提高活塞服役寿命。     

矿场往复泵活塞结构研究

指出了目前矿场往复泵活塞寿命太短的主要原因，并对活塞的使用工况、结构特点及材料性能进行了分析研究．提出了往复泵活塞的四种破坏形式：刺漏、啃伤、机械疲劳和热疲劳．采取改进结构、材料及工况三条措施，研制成功了一种新型活塞，将活塞寿命从２０多小时提高到１８０ｈ．     

铝合金活塞红外线加热热疲劳实验台架研究

针对铝合金活塞 (特别是高强化特种车用发动机铝合金活塞 )的材料温度场的特点 ,利用红外线加热及一系列冷却调整、控制措施 ,保证自行设计的热疲劳实验台架对铝合金活塞的热模拟精度 ,并使该台架具有了进行高频影响下低频热疲劳实验研究的能力     

疲劳计算的破坏度法

本应用概率统计的观点，通过对应力状态、载荷块、应力幅分布函数的讨论，确定出安全系数、偏差系数和正态分布分位点，从而求出零件疲劳强度计算的破坏度。     

基于弹性计算的铝合金活塞低循环疲劳寿命预测

为了研究内燃机铝合金活塞在高温蠕变影响下的低循环疲劳寿命,以柴油机铝合金活塞弹性有限元计算所得的名义应力,应变为基础,利用Ｎｅｕｂｅｒ原则计算其真实弹生应力应变。     

仿生活塞疲劳寿命预测与回归设计

针对发动机活塞缸套系统的摩擦损失占发动机机械总功耗的50%的问题,基于贝壳体表条纹形凸脊结构的耐磨损特性,对发动机活塞在气缸内往复运动过程中裙部与缸壁产生周期性碰撞导致的磨损进行了仿生研究。将贝壳体表的结构形态以垂直竖状条纹形式沿活塞轴向贯穿设计于裙部,可起到减磨、卸载集中应力、提高疲劳寿命的效果。通过对标准和仿生活塞进行热-机耦合有限单元分析,得出了活塞各个部位的应力应变情况,根据曼森和科芬准则得出了仿生活塞各部位疲劳寿命,并对疲劳寿命进行部分正交多项式回归设计,找出了试验水平、因素与疲劳寿命的内在规律。选取最优仿生活塞和标准活塞进行了台架试验和机理分析,发现这种贯穿于裙部的活塞轴向的浅窄大间距条纹可提高活塞疲劳寿命,条纹深度对活塞各个部位的疲劳寿命影响最大,仿生活塞磨损量比标准活塞平均减小41.4%,温度平均降低7%。该结果可为发动机设计和耐磨损研究提供参考。     

考虑进气冷却效应的活塞低周疲劳寿命预测

针对进气过程中活塞顶面温度分布不均匀,会对活塞疲劳寿命计算产生影响的问题,采用燃烧模拟和有限元方法,结合材料试验,进行了活塞低周疲劳寿命预测。首先,通过CFD仿真,获取了考虑进气冷却效应的燃烧室温度分布,有限元仿真计算了活塞温度和应变;然后,进行了573 K下的活塞材料拉伸试验和疲劳试验,获取了活塞材料力学参数并推导出活塞疲劳寿命预测模型;最后,结合活塞应变和疲劳寿命预测模型,对比分析了进气冷却效应对活塞低周疲劳寿命的影响。研究结果表明:考虑进气冷却的燃烧室,燃气温度分布不对称,进排气侧的温差达到了75 K左右;活塞应变较大的位置主要集中在活塞凹坑底部、冷却油腔内部、环岸内部和活塞销孔上半部;考虑进气冷却效应导致活塞最大应变值上升了0.425%,低周疲劳寿命降低了13.8%。     

液压凿岩机的自动防卡钎控制方案

根据对液压凿岩卡钎机理的分析,针对3种不同的卡钎现象,在采用 "绝对变化量"控制条件的基础上,应用计算机技术,提出推进力、回转扭矩的"变化率"控制条件,更准确地对可能出现的卡钎种类进行判定,实现"二路反馈三级防卡"的"主动预防"和"被动防卡"的设想.提出"开关式"和"无级调节式"两种处理方案,防卡钎的同时兼顾钻孔效率.     

从千里之堤 溃于蚁穴说起——简析金属的疲劳破坏

在工程材料学中,金属的疲劳现象也蕴含着这样的道理。本文对金属的疲劳破坏现象进行了简单的理论分析,并提出一些提高金属抗疲劳性的措施     

液压凿岩机双缓冲系统性能参数优化设计

针对以往分析凿岩机入射应力波为定值的情况,基于应力波在不同介质中传递原理,计算经过多次透射和反射到达缓冲活塞的应力波大小,并运用傅里叶级数推导入射应力波模型.采用应变片实验法测试入射应力波波形,依据实验结果对入射应力波模型进行修正.基于牛顿力学理论,构建双缓冲系统的蓄能器等效刚柔耦合模型和双缓冲机构模型.借助Matlab工具,分析缓冲活塞运动规律以及一、二级缓冲腔压力变化规律.采用多目标优化方法对双缓冲系统的性能参数进行优化,获得双缓冲系统性能参数的最优参量：缓冲流量8.5 L·min-1、环形间隙0.017 mm、蓄能器初始充气压力2.3 MPa以及工作压力7.6 MPa.     

港口起重机疲劳破坏成因与修复措施探讨

从构件母材、焊接残余应力等方面对港口起重机金属结构件的疲劳破坏成因进行了分析,提出了焊接接头的抗疲劳设计方法,并阐述了金属结构件焊缝裂纹焊补的相关工艺措施,所述方法在工程实际中被证明是可行的。