东风—50L履带拖拉机支重轮轴田间载荷谱的编制

本文通过拖拉机支重轮轴程序载荷谱的编制提出了一种编谱工作流程,试图在编谱时具有更明确的数学意义,并减少一些计算。这一编谱流程是先将各工况的载荷累积频次图按指定的概率及循环次数比进行扩展,求得工作期间的极值载荷;然后叠加扩展了的各工况载荷累积频次,得到合成工况的载荷累积频次图。这种先扩展后合成的编谱流程不同于一般先得到合成工况的载荷累积频次图,然后扩展以求极值载荷的方法,从而避免了寻求难以确定的合成工况的载荷概率密度函数。     

多工况程序载荷谱一步合成法及其计算机程序

多工况载荷谱是进行疲劳试验和疲劳设计所必须的。合成这种载荷谱常用的方法是先合成后扩展法,步骤较繁琐;且用作图法外延求极值载荷误差较大。本文提出一步合成编谱法简化了编谱过程,避免了作图,并有可能实现编谱全过程计算机程序化。本文论证了一步合成法与先合成后扩展法是等效的,从而确定了一步合成法的可行性。本文推导了多工况合成后的载荷概率密度函数和分布函数,从而使进行疲劳设计和试验的工程技术人员能更完善的掌握多工况动态载荷的统计特性,对更深入的进行疲劳方面的工作会有所帮助。     

串联式混合动力装载机多动力源载荷谱测试方法

针对串联式混合动力系统具有的多动力源和多工作模式特点,以前、后桥独立驱动装载机为研究对象,根据其控制策略,确定测量参数、工况、样本长度和采样频率;提出适用于混合动力装载机的载荷谱测试方案,设计多模式分离方法,获取具有代表性的混合动力装载机载荷谱.研究结果可为零件疲劳寿命分析和多动力源能效及功率流研究的数据获取提供基础.     

基于谱修正法的多维随机载荷时域模拟

工程结构经常受到多维随机载荷的作用,多维随机载荷时间历程的精确模拟对于结构的可靠性设计具有重要意义.本研究在对多维随机载荷谱表示法进行严格的理论公式推导基础上,详细分析了合成时域载荷功率谱矩阵与目标功率谱矩阵存在较大偏差的原因,为多维随机载荷时域模拟修正提供了理论依据.提出了基于谱修正法的多维随机载荷时域模拟算法,通过...     

程序载荷谱编制的计算机化

本文研究了程序载荷谱的计算机编制理论。为了使传统的手工编谱方法计算机化,省工省时、提高计算精度,本文提出了参数估计的复合形法,研究了合成扩展的计算机化问题、最大载荷值计算问题以及各级载荷循环次数计算问题。     

装载机工作装置随机载荷统计特性分析

装载机工作装置随机载荷的统计分析是工作装置载荷谱编制及结构疲劳分析的基础。文章实测了装载机工作装置在大石方、原生土、小石方和沙子4种物料工况下铲斗的受力载荷时间历程,采用统计方法对信号中的毛刺进行甄别与剔除,按照工况时间比例对载荷进行分段拼接,检验分段载荷的平稳性和各态历经性;利用数理统计的方法分析分段实测随机载荷的统计特性,采用峰谷抽取和雨流计数法统计载荷均值和幅值的频次,得到了均值频次和幅值频次分别服从正态分布和三参数威布尔分布的拟合分布数学模型,且载荷均值分布和幅值分布相互独立。随机载荷统计分析的方法和结果为装载机工作装置疲劳载荷谱编制以及可靠性台架试验提供了依据。     

车辆承载构件垂直与水平随机载荷谱的概率合成法

以铁道部四方车辆研究所实测的206型转向架的垂直、水平两个方向的八级载荷谱为研究对象,结合损伤理论,用概率论的方法求得构架在垂直和水平随机载荷联合作用下的合成谱。并用货车侧架在单级垂直和水平脉动载荷的实验结果对合成方法进行了部分验证,其结果是令人满意的。     

基于弯矩等效的装载机外载荷当量与载荷谱编制

为了编制装载机工作装置载荷谱进行结构疲劳性能研究,提出了一种基于动臂截面弯矩等效的装载机外载荷当量方法,将装载机铲装物料时所受外载荷简化为一个作用在铲斗上的集中载荷并进行载荷谱编制。以动臂前后两端铰点连线为基准构建动臂局部坐标系,将铲斗铰点实测载荷转化为局部坐标系下动臂铰点载荷,研究铲掘姿态下动臂截面弯矩和装载机外载荷的同步对应关系,确定了外载荷作用点位置和作用方向,利用动臂最大弯矩截面的弯矩等效建立了装载机外载荷的当量数学模型。由实测的铲斗铰点载荷时间历程和装载机外载荷当量模型得到ZL50G装载机当量外载荷的时间历程,采用雨流计数得到典型作业介质下当量外载荷均值、幅值、频次的统计特性,编制多工况合成的工作装置疲劳试验程序载荷谱。结果表明:基于动臂截面弯矩等效方法能够获取固定姿态下装载机当量外载荷作用位置和作用方向;利用动臂最大弯矩截面的弯矩得到当量载荷时间历程,且在当量载荷与实测载荷下动臂截面弯矩变化规律和大小保持一致;当量载荷均值服从正态分布、幅值服从三参数威布尔分布,利用雨流计数和参数外推法编制的适用于工作装置疲劳试验的变均值加速加载程序载荷谱,缩短了疲劳台架试验的加载时间。提出的基于动臂截面弯矩等效的装载机外载荷当量模型以及载荷谱编制方法,可为装载机工作装置疲劳寿命评估和台架试验规范的制定提供依据。     

基于机液联合仿真的剪叉机构疲劳寿命分析

为解决工程机械复杂机液结构的疲劳寿命计算问题,以某型号高空作业平台剪叉机构为研究对象,提出了一种基于机液联合仿真的结构疲劳寿命计算方法.首先,建立了剪叉机构的机液联合刚柔耦合多体动力学仿真模型,分析了剪叉机构在举升过程中的受力情况,确定了极限工况为举升阶段79.2 s时刻,提取了各关键铰点处的载荷谱;并通过剪叉机构的油缸压力和结构应力测试实验,验证了动力学仿真模型的正确性;然后,基于联合仿真确定的极限工况和铰点载荷谱,对剪叉臂进行了极限工况下和单位载荷作用下的静力学分析,得到了剪叉臂结构应力分布情况;最后,利用铰点载荷谱和剪叉臂结构应力通过仿真获得剪叉臂疲劳损伤云图,确定了剪叉臂疲劳危险部位主要是剪叉臂各个零部件的连接位置处,为后续的疲劳寿命优化提供了基础.     

基于虚拟迭代的空调管路疲劳寿命预估方法

文章采用试验与仿真相结合的手段,提出了对时变工况下变频空调管路疲劳寿命进行估算的新方法。在对变频空调器转子压缩机排、回气管口进行振动测试的基础上,采用虚拟迭代的方法对时变工况下的转子压缩机载荷激励进行识别,并使用迭代算法逐步修正载荷激励,保证反求载荷的准确性与可靠性;基于识别的载荷激励,采用瞬态动力学分析求取危险节点的应力谱,使用雨流计数法、基于Miner累积损伤理论估算出危险节点的疲劳寿命。     

基于有限元分析的摩托车车体载荷谱编制

在采用电测方法进行载荷实际测试时,由于结构复杂致使贴片位置受到限制,难以准确测取危险点应力状态,提出了基于应力转换(即将摩托车车体上易测点的应力转换为最危险点处的应力)的编谱方法.获得转换后的应力-时问历程后,经雨流计数和不同工况下数据的综合分析,编制了车体最危险点处的疲劳载荷谱,为车体疲劳寿命评估和改善车体质量等提供了重要的载荷依据.     

基于虚拟载荷谱技术的锥齿轮疲劳寿命分析

基于虚拟载荷谱技术,提出一种新的疲劳寿命计算方法.以锥齿轮减速系统作为研究对象,对齿轮接触模型进行有限元分析,得到锥齿轮传动工况的应力分析结果及云图数据.将应力结果进行数据处理,得到锥齿轮的虚拟载荷谱.根据Miner准则和Corten-Do-lan准则估算出锥齿轮传动的疲劳寿命,并与仿真云图寿命结果相比较.应用实例表明,基于虚拟载荷谱计算的疲劳寿命分析结果具有较高的安全性和可靠性,具有较大的工程应用价值.     

大型空泡水洞试验设施结构有限元分析

大型空泡水洞试验设施是目前中国规模最大的水洞系统,为评估其整体结构强度和抗震设计安全性,对空泡水洞结构进行三维有限元数值分析,考虑正常工作工况和地震载荷作用极限工况下的结构刚强度,基于振型分解反应谱法计算了地震惯性加速度载荷,并对结构地震位移响应进行校核。结果表明：空泡水洞的结构变形在正常工作工况主要表现为水洞内壁的膨胀变形,在极限工况下主要表现为由地震载荷引起的水洞顶部水平位移;空泡水洞高应力区域主要位于结构角隅处的筒壁和加强筋。这对中国自主研发大型空泡水洞具有重要的借鉴意义。     

基于热-结构耦合的高炉无钟炉顶阀箱疲劳寿命预测

根据装料设备的工作流程,确定阀箱3种最不利的载荷工况;基于热-结构耦合理论并利用有限元分析软件ANSYS研究阀箱在温度载荷和机械载荷作用下的热-结构耦合问题,得到实际工况下阀箱的温度场、应力场以及危险部位的应力谱;依据裂纹萌生和扩展理论对阀箱进行疲劳寿命预测.研究结果表明,在3种载荷工况作用下阀箱应力均低于材料的屈服强度,其安全系数为1.8～3.2,且阀箱的变形在允许范围之内,阀箱静强度及刚度满足要求;阀箱疲劳寿命大于107,也满足要求.     

高速列车轮轴载荷谱编制及疲劳强度分析

以中国标准动车组CRH-0208测力轮对为研究对象,在线路实测的基础上,采用Matlab仿真,综合速度信号与载荷时间历程等多个数据,统计各级载荷水平下车轮旋转作用频次,完成不同工况下轮对载荷谱的编制和分析.编制了车轴应力谱,根据修正后Miner法则对轮轴的强度进行评估.结果表明:动、拖车测力轮对轴测点的等效应力都未超过欧洲标准(EN)规定的疲劳极限,可以满足1 200万km的服役要求.     

自行火炮履带板的疲劳寿命预测方法

针对履带式自行火炮的履带板在使用过程中容易出现局部应力集中而发生损伤破坏,建立了一套随机载荷作用下履带板疲劳寿命计算的CAE仿真方法。基于自行火炮虚拟样机的动力学仿真系统,得到履带板在各种工况下行进时的随机载荷谱。利用CAE仿真分析软件Marc对其进行了模拟分析,采用名义应力法并结合修正Miner理论计算其疲劳寿命。     

采用威布尔分布的道岔梁的寿命预测及评估

由于跨座式单轨车辆行驶的道岔梁受循环动载荷作用时会在局部产生裂纹,循环作用的应力或应变作用次数积累后,焊缝脆弱区会产生疲劳断裂,故文中借助有限元理论和疲劳损伤累计理论对道岔梁进行寿命预测.基于静态叠加法,借助多体动力学软件ADAMS,建立动力学仿真模型并获取载荷谱;在有限元软件中获得单位载荷下的应力-应变结果,并利用疲劳分析软件Femfat对焊缝进行建模,定义其接头类型,进行仿真计算.结合实际运行工况对焊缝进行寿命预测,结果表明:在极限工况下,焊缝疲劳强度能满足实际工况的运营需求.     

基于实测载荷谱的高速列车轮轴剩余寿命分析

针对检修周期内轮轴是否会发生破坏断裂的问题,研究了轮轴的裂纹扩展寿命.通过标定试验与线路实测试验,采用数据处理分析软件统计出了各个载荷下车轮旋转出现频次,得到了中国标准动车组测力轮对载荷谱.将最恶劣工况的载荷谱作为裂纹扩展分析的输入载荷,利用裂纹扩展分析软件计算了含裂纹的车轴在不同扩展阶段的应力强度因子,结合疲劳裂纹扩展理论估算了车轴上不同初始形状的裂纹扩展到临界尺寸时的扩展寿命,为保证检修周期内车轴不发生破坏断裂提供了科学参考.结果表明:裂纹初始深度相同的情况下,裂纹形状越扁平,车轴剩余寿命越短,裂纹扩展门槛值对裂纹扩展寿命影响较大.     

石油钻机滚筒轴支持轴承的工作寿命

为了提高石油钻机轴承的使用寿命,为国家节约资金,经过现场调查,本文提出较为符合我国钻机情况的轴承工作寿命计算方法。轴承所受的载荷谱及简化,既便于计算研究,又基本符合石油钻机工况。     

采用等效载荷的装甲车辆扭力轴疲劳可靠性评估

为了评估扭力轴在随机载荷作用下的动态疲劳可靠性,提出了一种基于疲劳可靠性异量纲干涉模型的扭力轴动态疲劳可靠性评估方法。将实测扭力轴载荷频次谱进行分布拟合,生成随机载荷历程,利用雨流计数法获得载荷幅值、均值和循环次数,经平均应力修正后统计极值载荷分布,构建等效输入应力谱,避免了多次载荷等效的统计分析;基于材料P-S-N曲线,应用样本集聚原理建立疲劳寿命概率分布连续模型,实现变幅应力疲劳寿命的连续表达。对某扭力轴疲劳可靠度的分析结果表明:在寿命为15×104 km时,计算的扭力轴疲劳可靠度与文献方法计算结果相对误差小于2%,扭力轴疲劳可靠度的50次和10 000次仿真结果的变异系数均小于1%。