一种宽带船舶结构疲劳损伤的直接计算方法

针对宽带船舶结构疲劳损伤的直接计算问题,从各短期海况下应力的响应谱及相关参数计算、应力峰值分布模型、等效应力范围推导等方面进行分析.采用不同模型对误差函数进行数值求解,得到等效应力范围,进而得到各短期海况下的疲劳累积损伤以及长期海况下损伤值,从而形成了一种宽带船舶结构疲劳直接计算方法.以某高速三体船为例的计算结果表明,采用精确解模型所得损伤结果与雨流计数方法所得结果较为接近.     

宽带随机载荷谱下结构疲劳寿命的计算

以目前国际上普遍认可的一种雨流循环计数应力范围概率密度函数为依据,采用结构危险部位疲劳寿命曲线,利用不完全Gamma函数,建立了一种宽带随机载荷谱下结构疲劳寿命计算的一种解析解法,为在宽带随机载荷谱下服役的结构在设计阶段用频域法进行疲劳寿命计算提供了一种快捷方法。     

随机载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展

基于船舶等工程结构物在服役过程中的受载历程是一个随机过程,提出了一个由应力比和裂纹尖端约束及塑性区尺寸为主要参数计算裂纹张开比来考虑载荷相互作用的疲劳裂纹扩展寿命计算模型.用该模型对几种谱载荷作用下疲劳实验结果进行了预测.预测结果和不考虑裂纹闭合的线性损伤模型及疲劳计算程序FASTRAN预测结果进行了比较,表明本模型能较好地预测谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展.     

随机载荷加载下疲劳裂纹扩展速度的一种计算方法

为了揭示出随机载荷加载下,疲劳裂纹扩展速度的规律,利用临界平面方法,把多轴随机载荷等效为单轴随机载荷,并进而简化为单轴多级恒幅载荷谱,然后利用恒幅疲劳裂纹扩展的速度公式,计算裂纹的总增加量,推导出随机载荷加载下疲劳裂纹扩展速度的计算公式。通过对试件的疲劳寿命预测,验证了该公式的正确性。     

零均值随机变幅载荷作用下零件疲劳可靠度尺寸的计算方法

本文根据现有的疲劳理论,提出了进行零均值随机变幅载荷作用下零件疲劳可靠度尺寸的计算方法。这个计算方法同时也适用于零均值随机变幅应力下,零件给定可靠度时的寿命计算及给定工作寿命时的可靠度计算。计算过程简单,适合于工程应用。     

随机载荷下疲劳寿命的估算

本文论述了高周疲劳构件在平稳随机载荷作用下寿命预估的频域分析法,在现有文献和理论的基础上,给出了宽带高斯应力作用下,由危险点应力过程的自功率谱函数直接估算疲劳寿命的公式,并作了初步验证,适用于工程设计阶段和解决危险点应力-时间历程难以实测的疲劳问题.     

船体结构疲劳评估直接计算的简化方法

基于疲劳谱分析方法,分析了波浪谱曲线及船体结构应力响应函数曲线的特征,提出了船体结构计算频率的筛选方法;根据经过筛选后的计算频率,提出了船体结构应力响应函数曲线形状的快速识别和确定方法;同时结合船体结构浪向疲劳累积损伤度的计算方法,提出了船体结构疲劳评估直接计算的简化方法.结果表明:该简化方法可以在很大程度上对船体结构...     

随机载荷作用下风电齿轮箱轴承疲劳寿命预测方法

以1.5 MW风电齿轮箱高速端轴承为研究对象,引入随机载荷循环作用下的结构疲劳寿命预测模型,分析随机风载条件下径向载荷和轴向载荷对风电齿轮箱轴承疲劳寿命的影响;运用概率加权法和线性Miner累计损伤法则,给出疲劳寿命与应力之间的关系;提出一种随机载荷条件下风电齿轮箱轴承寿命预测的方法,用该方法对1.5 MW风电齿轮箱高速端轴承的疲劳寿命进行分析计算,结果为13.189a.该方法考虑了载荷的随机性,并以随机载荷作用下所引起的随机应力作为计算疲劳寿命的依据.相比其他方法更加接近于工程实际,预测结果更为准确.     

基于随机载荷的汽车驱动桥壳概率疲劳计算

结合概率疲劳分析理论和汽车振动理论,通过CAD/CAE的设计手段,建立了汽车驱动桥壳的有限元振动分析力学模型。基于路谱随机载荷的概率计算结果,对汽车驱动桥壳进行了疲劳强度校核和疲劳寿命预估,并进一步提出了汽车驱动桥壳基于CAE随机振动计算结果的概率疲劳寿命预估方法。结果表明：随机振动计算结果能直观地反映驱动桥壳在汽车行驶时的1σ应力分布情况,应力较大值分布在钢板弹簧座内、外侧上下表面较大的区域和驱动桥壳中部。     

基于计算流体力学的船舶风载荷计算方法分析

为准确预估船舶所受风载荷,以干散装货船为研究对象,采用数值模拟计算方法,建立合适的有限元模型来模拟船舶周围风场,计算均匀风、梯度风两种风况下,船体处于不同风舷角时的风载荷系数,并与Isherwood公式计算得到的风载荷系数对比分析,比对结果吻合较好,表明数值模拟计算能较好地模拟船舶所受风载荷,具有一定的可行性和可靠性,...     

宽带随机谱下一种实用的等效应力计算模型

以平稳Ｇａｕｓｓｉａｎ随机载荷下峰值应力概率分布的统计理论为基础，建立了一种实用的宽带随机载荷谱下等效应力计算模型．计算结果表明：该模型与精确模型在整个计算范围内均能良好吻合，较国际上已有的几种近似模型有更大的适应范围和更高的精度．     

随机疲劳载荷的处理及载荷谱编制准则

研究了随机疲劳载荷的小载荷取舍标准，载荷之间的相互作用效应和顺序效应以疲劳损伤的影响，提出了与随机载荷历程损伤等效的疲劳载荷谱的编制方法及准则。     

起重机随机疲劳载荷的统计分析及载荷谱编制

载荷谱是起重机分级、结构疲劳强度试验研究和寿命估算的重要依据。本文以某抓斗桥式起重机为例,阐述了起重机随机疲劳载荷的统计分析方法及载荷谱编制过程。本文判明抓斗桥式起重机主梁应力变程的样本数据来自两个不同的母体分布:主波变程的正态分布和二级波变程的威布尔分布;本文还从发生概率为已知的角度推得了“最大”应力变程的数值,并且作为一般方法来推算通常统计不到的“最高”座力水平。本文介绍的编谱方法及使用的基于“改进雨流计数法”的一整套微型计算机扩展 BASIC 数据处理程序,可作为各种起重机载荷谱编制的参考或被直接使用。     

随机载荷下风电齿轮箱太阳轮疲劳寿命预测

以2 MW水平轴变速风力发电机齿轮箱中的太阳轮为研究对象,选用双参数Weibull分布描述风场风速的统计规律,以此作为齿轮箱的外部载荷激励,并通过Monte Carlo方法进行仿真模拟得到太阳轮的应力分布.基于随机载荷作用下零件疲劳寿命的预测模型对风电齿轮箱中太阳轮的疲劳寿命进行预测,结果表明:该方法能够有效预测随机载荷作用下太阳轮的疲劳寿命,对风电齿轮箱零件的疲劳寿命预测与评估具有一定的指导意义.     

随机载荷下汽车排气系统波纹管疲劳损伤分析

针对工程中运用到汽车尾气排放系统中的柔性连接波纹管疲劳破坏的问题,结合UG和Hyper Mesh建立有限元分析模型,利用模态叠加法在Nastran求解器中求得典型路谱外环坏路路谱六自由度随机载荷下的瞬态应力场,然后基于疲劳剪切试验下结构件的S-N曲线和n Code Design-life进行外环坏路路随机载荷下的疲劳损伤分析。分析及试验结果表明:文中的方法可以较准确地定位波纹管疲劳断位置,而且对疲劳损伤度的预测也较准确,验证了分析方法及S-N曲线的有效性,进而为工程上此类波纹管疲劳损伤计算与结构优化提供重要的参考,缩短波纹管的试验及研发周期。     

随机载荷下大型构件疲劳裂纹扩展寿命的预测

本文从影响疲劳裂纹扩展随机性的外因（载荷条件）和内因（材质的分布规律）着手,探讨它们的交互作用对随机载荷作用下构件疲劳裂纹扩展的影响,采用数值模拟的方法,对桥梁、船舶、飞机、特殊容器等大型构件所承受的实际载荷谱以及材料对裂纹扩展的阻力系数等进行模拟,并进而对疲劳裂纹的随机扩展过程进行模拟,提出随机载荷作用下大型构件疲劳裂纹扩展寿命的预测及其可靠性分析方法．     

受随机载荷机械构件的疲劳可靠性

本文以破碎机主轴为例介绍机械构件疲劳强度可靠性的设计计算方法。文章叙述了在随机载荷作用下构件的工作应力计算、雨流法循环计数、应力的统计处理、材料的疲劳性能试验以及应力和强度分布函数的确定。     

两级复合载荷下铝合金疲劳寿命预估

高低周或低高周复合载荷作用下的疲劳破坏广泛存在于飞机发动机等结构中。基于多机制损伤耦合模型,分别建立了高低周、低高周两级加载下金属疲劳寿命预估模型。通过LY12CZ铝合金两级加载疲劳试验对提出的低高周复合疲劳寿命预估模型进行了验证,并将其与Miner线性模型进行了对比。结果表明:提出的低高周复合疲劳寿命预估模型预测结果更为准确。     

宽带随机激励下结构损伤的小波监测

小波变换已被用于监测结构发生损伤时所引起的响应信号奇异性,但是,当结构受宽带随机激励时,结构响应信号的奇异性也会由激励所引起．研究了分离激励和结构损伤两方面引起的响应信号奇异性的小波变换方法,并将该方法应用于美国土木工程师学会（ASCE）结构健康监测基准的有限元模型分析中．仿真结果表明,该方法是有效的．