某大型运输车的耐久性虚拟试验研究

耐久性问题是车辆领域的研究热点,对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长,为了缩短研制周期,降低研究成本,提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题. 以某大型运输车为研究对象,建立了其有限元模型,通过静力学分析获取了应力分布结果和车架变形结果;通过模态分析获取了柔性体结构的模态信息. 基于模态应力恢复理论,考虑车架、上摆臂、下摆臂和力轴的柔性,建立了整车刚柔耦合模型,获取了在平坦路面行驶的动力学响应.与实测结果对比,车架测点的垂向加速度均方根值在误差接受范围内,验证了模型的正确性. 根据Palmgren-Miner准则,对车辆在D级路面的行驶寿命进行了评估,结果表明,4桥悬架结构疲劳寿命最小,并且下摆臂结构出现了应力集中. 通过改进下摆臂结构增加了其使用寿命,为车辆结构的设计提供了参考.      

高强度连杆螺栓的疲劳寿命分析

针对SOFIM发动机连杆螺栓出现的早期疲劳断裂现象,建立了连杆螺栓的有限元模型,利用有限元方法进行了该连杆螺栓的疲劳寿命分析,并与疲劳试验进行了对比。结果表明,该连杆螺栓杆部与头部的过渡圆弧处容易产生应力集中,造成其疲劳断裂。为此,提出了局部滚压的改进方法,经有限元分析,该改进措施可有效提高连杆螺栓的疲劳寿命。     

基于应力分析的钻具设计方法优化

钻具钻进过程中不断振动,其产生的交变应力促使钻具发生疲劳失效。钻具组合设计时多是考虑轴向应力对钻具的影响,很少考虑到振动的影响,考虑因素单一。为提高钻具钻进过程的安全性,基于钻柱所受轴向应力,考虑钻柱振动时所受动态应力,结合疲劳失效原理,建立了一种应力安全分析模型,并通过室内试验验证模型的合理性,进而分析钻柱整体在不同钻进条件下的安全系数和存在的危险位置,总结提出钻具组合优化方法。结果表明：转速对钻具的安全系数影响较大,钻压的影响程度较小;除了钻具井口位置,加重钻杆底部、钻铤底部均存在疲劳失效的可能;钻具优化方法可以提高钻具整体安全性。本文从应力方向角度分析了钻具的安全情况,提出了优化方法,为以后的钻具设计提供了参考。     

混凝土泵车臂架系统疲劳强度分析

针对混凝土泵车臂架系统的强度,在静强度分析基础之上,对疲劳强度没有采用传统的S-N曲线方式,而更多地根据实际情况进行了深入分析.分析结果表明,臂架系统满足工程要求,可以为臂架的结构设计、改进提供可靠的参考依据.     

高压高产气井油管柱强度安全分析

随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核,对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。结果表明：随着产量的增加,管柱的横向位移不断增大;在0～20 s内管柱(H300 m、H600 m,其中H为深度)的横向振动应力幅值比管柱(H1 660 m和H2 540 m)大,管柱横向应力振动幅值较大,随后振动应力趋于稳定;在0～10 s,管柱纵向应力振动幅值较大,且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大;管柱在井口位置处轴向力最大;大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。     

基于实测应变的钢桥面板疲劳寿命分析

为评估钢桥面板的疲劳寿命,在某大桥钢箱梁1/4跨截面的顶板与U肋连接焊缝处和横隔板弧形缺口处布置应力测点,进行24 h疲劳应力监测。根据实测数据,利用雨流计数法计算得到疲劳应力谱,并基于BS 5400规范对各应力测点的疲劳损伤状态进行评估。结果表明：横隔板弧形缺口周边测点的应力水平相对较高;各应力测试点以低幅值应力循环为主,其中应力幅为2~10 MPa的循环次数占90%以上,但最大应力幅值均超过了BS 5400规范规定的产生疲劳损伤的极限值。疲劳寿命分析表明,顶板与U肋纵向连接焊缝过焊孔处易产生靠近顶板部位的疲劳裂纹,横隔板与U肋腹板连接焊缝的疲劳寿命较低。     

转向驱动桥变径全空心半轴的设计及力学特性

基于材料低载强化特性,研发设计了一种新型转向驱动桥变径全空心半轴结构,建立了包含英制渐开线花键齿和合理的圆角过渡等精细特征的新型半轴三维模型,运用有限元法对新型半轴的模态振型、等效应力及疲劳寿命等力学特性进行了分析,结果表明:半轴的前10阶非零振型主要为弯曲变形,新型半轴的固有频率与实心半轴的固有频率相近,在使用过程中可有效避免共振;新型半轴等效应力最大值发生在花键末端圆角过渡部位,低于半轴材料的抗扭强度,满足强度设计要求;在扭矩为1 500N·m的交变载荷下,新型半轴疲劳寿命最小值发生在花键末端圆角过渡处,与半轴应力集中节点位置一致,实际加工制造时应采用半轴冷精锻和花键轴向冷挤成型技术,以提高新型半轴的强度和使用寿命.     

纯铜圆棒缺口试件拉压循环下的疲劳寿命分析*

对纯铜光滑试件和缺口试件的疲劳寿命规律差异进行探讨。通过光滑试件和缺口试件的循环疲劳试验和缺口试件的局部循环弹塑性应力应变响应分析,结合数值模拟与实验,比较了现有寿命预测方法对缺口试件寿命预测结果的差异。研究结果表明:传统的等应变幅等寿命的概念对于缺口试件的疲劳评估是不合理的;局部应力应变法用于大缺口试件的寿命预测结果可得到基本合理的结果;但对小缺口试件估测寿命结果不合理;应力梯度法对缺口试件寿命估测结果较局部应力应变法合理,因此可认为应力梯度是影响光滑和缺口试件疲劳寿命差异的重要因素。     

SM490B钢焊接接头疲劳寿命的实验研究

本文介绍了SM490B钢焊接接头的概率疲劳寿命曲线(P S N)的测定方法,为掌握SM490B钢的疲劳性能,提供了可靠性设计依据。     

A633D 钢疲劳寿命的实验研究

本文介绍了Ａ６３３Ｄ钢的等概率疲劳寿命曲线（Ｐ—Ｓ—Ｎ曲线）的测定方法，为掌握Ａ６３３Ｄ钢的疲劳性能，提供了可靠性设计依据。     

某矿山Ⅲ号矿体采空区安全性评价

为保证某矿山Ⅲ号矿体+138m中段部分残留矿柱回采工作的顺利进行,需对采空区的安全性进行评价。通过对+138m中段采空区进行实地调查并取样试验,获得了采空区和矿柱的空间分布形态及矿岩力学参数。在此基础上,利用有限差分软件FLAC3D及经典力学理论对采空区顶板及采场预留间柱的稳定性进行分析。结果表明,+138m中段采空区总体上处于较稳定状态,除局部区域安全度略有不足之外,其他区域整体上安全度较高,因此在合理的回采方案下回收部分残留矿柱是安全可行的。     

弹性混凝土与钢组合梁的疲劳性能分析及寿命预测

基于8个组合梁试件的疲劳试验结果,采用有限元计算与名义应力法相结合的方法,提出用于模拟滑移和疲劳破坏过程的精细有限元模型和计算方法.研究了混凝土中不同橡胶掺量对组合梁极限承载力、最大滑移、栓钉应力及破坏特征的影响,得到相应的应力-疲劳寿命曲线.结果表明,简支组合梁的疲劳破坏首先发生在端部栓钉,破坏过程为栓钉依次断裂.虽然疲劳断裂为脆性破坏,但组合梁在疲劳荷载作用下的整体破坏具有一定的延性.使用弹性混凝土代替普通混凝土后,组合梁的极限承载力和刚度略有降低,但延性有所提高;当橡胶掺量为5%,10%和15%时,疲劳寿命分别提高约15%,64%和125%.基于非线性数值分析得到的组合梁极限承载力和疲劳寿命与试验所测结果吻合较好,为组合梁的抗疲劳设计提供了参考.     

某型飞机前起后接头连接区疲劳寿命分析

某型飞机前起落架后接头连接区为疲劳危险部位,必须准确地估计疲劳寿命。在对该连接件的有限元细节应力分析的基础上,计算应力集中系数Kt,用应力严重系数(SSF)法筛选该部件上的危险部位并且计算SSF。然后分别应用Miner损伤累积法则、修正Miner损伤累积法则计算出该部件的寿命。采用SSF和修正Miner损伤累积法则组合进行估算寿命精度较高。估算结果与试验结果吻合较好,为该型飞机的定寿提供了依据。     

冶金铸造起重机桥架主梁使用安全评估

对在役的１ＭＮ铸造起重机桥架主梁结构的使用安全性进行综合评估。在对主梁结构完成几何变形检测，静动态测试，无损探伤检测和静强度分析的基础上，应用断裂力学理论和ＣＶＤＡ规范，结合起重机结构工作特点，建立了主梁盖板临界裂纹尺寸Ｃｃ的计算方法，估算出起重机主梁存在裂纹缺陷情况下的疲劳安全剩余寿命。还提出了起重机使用安全评估的原则性工作程序     

随机扫描振动中结构疲劳寿命的预测

应用应力场强度理论,分析、推导按宇航标准进行随机扫描振动中,复合循环应力作用下材料的应力函数f(iδj)和应力场强度δF1的具体形式,建立随机扫描振动的振动量值与结构疲劳寿命的直接联系,对在高频率(500-2 000 Hz)阶段材料的塑性行为和实验数据进行分析,得到适用于LY12-CZ的寿命修正因数.同时,通过对三因数公式进行修正,得出复合循环应力作用下,预计结构抗振动疲劳寿命的经验公式.     

交变加载的断裂韧性

对用三点弯曲疲劳实验得到的调质40Cr钢的疲劳寿命与应力强度因子幅之间的实验曲线进行了理论分析。给出了交变加载(疲劳)断裂韧性指标K_(IF)和断裂的疲劳次数(疲劳寿命)N_f的表达式。     

双圆弧齿轮的接触疲劳极限与安全系数

本文探讨了双圆弧齿轮接触疲劳极限的计算方法。在试验的基础上，得到碳钢调质ＧＢ１２７５９－９１型双圆弧齿轮的接触疲劳极限σＨＬｉｍ，并推荐了接触强度计算中最小安全系数的参考值     

基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法

在当前城市轨道交通快速发展的需求下,国内轨道交通安全相关系统的预评价方法尚不成熟,积累的各类故障、事故案例无法得到有效共享,导致实际工程中预评价工作难以开展。首先,构建了基于本体推理规则的Man(人员)、Machine(设备)、Media(环境)、Management(管理)及Mission(任务)的5M多因素信号系统安全知识库。其次,阐述信号系统预评估过程,结合案例分析和应用,形成了基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法。最后,从风险辨识质量和风险控制精准度等多方面将基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法与一般预评价方法进行比较,结果表明该方法能够从全生命周期角度对信号系统分阶段风险进行辨识并评定风险损失,风险辨识质量高、风险控制精准度高,且该方法的实施有利于加强城市轨道交通事前安全管理效果,同时也可为安全相关系统的风险预评价理论研究提供参考。     

一种确定平面滑动型均质边坡安全系数的弹性极限平衡方法

根据均质边坡的实际地质与几何特征,将其简化为无限大楔形体弹性力学模型,用经典弹性理论推导出了该力学模型对应的坡体内部应力分量的解析表达式．根据求出的应力表达式,对潜在滑动面形式为平面的边坡,结合极限平衡理论推导出了边坡安全系数的表达式．最后用简单算例验证了应用该安全系数表达式的可行性,同时将其计算结果与基于刚体极限平衡理论的条分法的结果之间的异同进行了比较．首次采用弹性极限平衡法确定了安全系数的解析表达式,具有一定的应用前景．     

基于灰色模型GM（1,1）的疲劳寿命预测

将疲劳现象看作是存在于一个灰色系统中,运用GM(1,1)灰色预测模型对某试样的疲劳寿命进行预测,采用此方法使预测误差由原来的57.5%减小到24.2%,预测结果趋于安全,这是传统疲劳寿命计算方法所无法办到的。