变速器加速疲劳试验方法分析

基于对目前变速器大多采用的等幅疲劳试验方法的分析,运用线性累积损伤准则,推导了一种加速疲劳试验方法;分析了该方法的载荷谱及应力循环次数,及变速器关键零件在不同载荷强化系数作用下的损伤度;得到了这两种试验方法的循环次数与损伤度的当量关系。比较两种方法的试验结果表明,加速疲劳试验方法可较好地保持失效机理,因而更为合理,但尚待进一步的大量试验验证。

复现试验场工况的转向拉杆室内加速疲劳试验

针对传统的转向拉杆台架疲劳试验,或者根据设计载荷来制定试验方案,或者对实测载荷根据设置经验门限值进行试探性的编辑,即对载荷历程进行线性强化或小幅值删除,如此来实现加速疲劳试验,显然获得的结果可信度较差。通过对采集到的真实载荷谱进行基于疲劳损伤的编辑浓缩,对小幅值循环的载荷进行可控过滤,达到了定量加速零部件疲劳试验的目的,获得更为可信和可靠的加速试验结果。

风力发电机齿轮箱加速疲劳试验技术分析

针对风力发电机齿轮箱的高可靠性要求,提出了一种加速疲劳试验技术方法来验证齿轮箱的疲劳可靠性。根据齿轮箱的设计载荷谱,推导了其主要零件在寿命周期内的等效载荷和应力循环次数;应用Miner线性累积疲劳损伤理论,计算了齿轮和轴承在设计寿命周期内的疲劳损伤度;采用线性强化载荷谱的方法建立了风电齿轮箱加速疲劳试验载荷谱,结果在大约800 h左右就验证了齿轮箱的疲劳可靠性。

基于虚拟仪器的轴承加速疲劳试验测试系统

为采集轴承加速疲劳寿命及可靠性试验过程中的数据,开发了1套基于虚拟仪器的测试系统。该系统使用NI公司M系列数据采集卡和调理模块,测试软件采用LabVIEW开发,能够在试验全过程中采集试验全过程轴承振动和温度信号。介绍了轴承加速疲劳试验台架的工作原理,并详细介绍了测试系统的硬件和软件结构,为开发类似系统提供了参考。此外还展示了利用该测试系统采集的1组轴承加速疲劳试验数据及其分析结果,描述了轴承疲劳失效过程中轴测振动测试数据的变化过程。

新型无支架猪主动脉瓣的体外加速疲劳试验

目的:测试新型无支架猪主动脉瓣的加速疲劳试验耐久性,并与XJ有支架猪主动脉瓣进行对比研究.方法:试验分两部分:第一部分,以新型无支架猪主动脉瓣(A组)和XJ有支架猪主动脉瓣(B组)为试验瓣和对照瓣,19mm的瓣膜各3枚,分别在完成加速疲劳试验5×107,10×107次循环时,观察瓣膜的外观情况.第二部分,以完成加速疲劳试验10×107次循环后无支架瓣为A组,5×107次循环后无支架瓣为B组,新鲜无支架瓣为C组,每组6个样本,分别进行瓣叶的生物力学测试以及超微结构的观察.结果:第一部分,加速疲劳试验10×107次循环后,19mm无支架瓣和有支架瓣无明显瓣膜结构损坏.第二部分,A组弹性模量、最大负荷小于B组和C组,最大拉伸位移则大于B组和C组;A组瓣膜组织胶原纤维结构紊乱、失去纤维状结构,B组和C组瓣膜组织胶原纤维结构排列较整齐.结论:我科研制的新型无支架猪主动脉瓣具有良好的耐久性,符合ISO5840与GB-12279-2000瓣膜检测标准.

加速疲劳试验的疲劳编辑技术

疲劳编辑技术可用来预估零部件疲劳测试周期，浓缩载荷信号以加速在实验室里用单通道、多通道等技术进行的疲劳耐久性试验。结合一个实例介绍了多种工程上常用的疲劳编辑技术的思路及特点。

特种车辆多维载荷谱加速方法及在振动环境模拟试验中的应用

目的 解决车辆多轴轴耦合台架试验耗时长、花费大以及振动环境模拟精度低等问题。方法 将雨流投影方法运用到多维载荷加速处理中,利用传统雨流滤波法和多轴雨流投影滤波方法分别对特种车辆部件实际所受的多轴载荷进行加速处理,对加速后的多维载荷信号开展基于时域波形再现的振动环境模拟,以更有效地利用轮式车多轴轴耦合试验台开展加速疲劳试验。结果 对比加速前后的多维载荷信号,在时域、频域、损伤域基本一致的前提下,多维载荷信号时间压缩了50%,多轴振动环境的模拟精度大于80%。结论 采用该方法开展车轮加速疲劳试验,能够精确再现被试件的实际振动环境。通过实际试验验证,可以很好地再现故障出现的时间和形式,与实际野外路试结果十分吻合。

一种弧齿锥齿轮弯曲疲劳寿命仿真与加速试验

设计了一对20CrNiMo材料弧齿锥齿轮副,使用ANSYS Workbench软件对其进行了瞬态动力学有限元分析,在nCode软件中对其疲劳寿命进行仿真并绘制了P-S-N曲线。根据Miner线性损伤累计理论和Locati快速试验方法,完成了锥齿轮的疲劳寿命加速试验,并得出其弯曲疲劳极限应力值。研究结果表明:试验与仿真结果误差较小。验证了疲劳寿命仿真与加速试验方法在锥齿轮弯曲强度评价方面应用的可行性。

采油螺杆泵橡胶定子加速疲劳模拟试验装置的研制

为了等效、加速模拟螺杆泵橡胶定子的疲劳情况,探究其疲劳寿命,研制了一台采油螺杆泵橡胶定子加速疲劳模拟试验装置。通过螺杆泵实际工况和力学特性分析,对该装置关键零部件进行结构设计,确定了十六齿梅花状金属转子与橡胶块定子的模拟结构和过盈量调整装置结构。该装置能够实现不同温度、过盈量、转速和介质条件下的螺杆泵橡胶定子疲劳模拟试验,试验加速160倍。

MA600F后机身疲劳试验加速技术研究

民用飞机为取得型号合格证,按照适航规章必须进行全机疲劳试验,而在常规试验技术下,新一代涡桨支线飞机MA600F后机身疲劳试验周期过长、且费用消耗高,将影响到适航取证和服役使用。开展MA600F后机身疲劳试验加速研究,可尽早取得适航许可以投入商用,同时为设计和制造工艺的优化改进提供支撑,具有产生巨大经济价值和提升试验技术的重要意义。根据后机身疲劳试验加载情况设计了一体化自平衡加载框架,以快速完成安装、维护和巡检,并进行了有限元校核。结合细节疲劳额定值(DFR)法和线性损伤累积理论建立了等损伤折算的载荷谱简化方法,并提出了一种基于非线性规划的载荷整体平衡优化方法。将上述加速方法先后应用于小试验件和MA600F后机身疲劳试验,小试验件的循环次数减少了约98%,寿命结果处于合理范围内;后机身加速试验在15000次起落出现了裂纹损伤,与全机常规试验25000次起落的损伤结果基本相同。

车轮双轴疲劳加速试验方法研究

为解决车轮双轴疲劳试验周期长、花费大的问题,提出了一种新的车轮双轴疲劳加速试验方法。以双轴载荷作用下车轮关键位置应变测试结果为基础,围绕车轮内部应力呈现的显著旋转周期特性、应力周期性变化幅值与外部载荷强度之间的线性关系,以及双轴载荷比例对车轮主应力方向的显著影响,在损伤等效原则基础上将比例相近的双轴载荷进行合并和缩减。通过试验验证了这一车轮双轴疲劳加速试验方法的可行性和合理性,运用该方法可大幅缩短测试周期,降低试验花费。

铁路货车车体疲劳试验台关键技术

为完善铁路货车的疲劳可靠性评估标准和评估体系,设计并建造了由电液伺服液压系统、机械结构系统、电气控制及安全监控系统、测试数据采集及处理系统以及配套的基础设施等5部分组成,以模拟摇枕的垂向、横向、纵向作动器及车钩力作动器为加载系统的铁路货车车体疲劳与整车振动试验台;基于所提出的车体疲劳试验(车体的在线运行状态模拟和加速疲劳试验)核心原理,开发了车体疲劳试验的线路动态响应谱测试、测试数据处理、试验台驱动文件编制、疲劳试验及其过程监控5项关键技术。以C70E型通用敞车的重车车体疲劳试验为例,在试验台上模拟其在北京—成都间累计运行等效总里程约314.2万km后,对该车车体的疲劳可靠性进行评估。结果表明:驱动文件重复执行时车体加速度的均方根误差小于5%、关键点应力的均方根误差小于17%,车体在线运行状态的模拟精度满足铁路货车车体疲劳试验的要求;C70E型通用敞车的车体能满足25a设计寿命的要求,验证了所提出试验原理及各项关键技术的适用性和有效性。

汽车电子部件振动疲劳试验规范设计

本文根据汽车电子部件加速度振动试验要求 ,设计了与实际载荷作用等价的正弦激振载荷幅度与试验时间的关系 ,制定了一套完整的加速振动试验方案并完成了相关实验 ,得到了强化系数K ;对直接采用道路谱信号应用于UD振动台上的试验进行了设计。整个振动试验设计可指导汽车电子产品试验规范工作 ,具有实际意义和应用价值。

基于疲劳损伤谱的地铁车辆设备安装座铝合金焊缝加速寿命研究

以地铁底架设备安装座铝合金焊缝为研究对象,采集线路实际运行过程中的加速度激励,基于疲劳损伤谱(fatigue damage spectrum, FDS)理论,提出一种非高斯激励的加速方法。首先计算实测输入信号的峭度、偏斜度,以此检验输入信号的非高斯分布特性,结果表明所有任务段激励均服从非高斯分布。为每个任务段激励选择合适的FDS计算方法,设置加速参数,基于损伤等效原则构建加速功率谱密度(power spectral density, PSD),以此作为后续台架试验的激励输入。建立有限元模型,计算支架焊缝加速疲劳寿命。开展台架振动试验,进行验证。试验与仿真疲劳寿命进行对比,结果表明其加速疲劳寿命相对误差为0.57%,加速比达到21 722.26,加速有效,该方法编制的加速PSD激励可以在5 h内反映支架安装座30年的服役情况。为车辆其他设备加速谱的编制提供参考。

某型橡胶减振器寿命加速试验设计

橡胶减振器具有良好的减振、隔音、缓冲性能以及重量轻的特点,正被日益广泛地应用于特种飞机的任务电子系统。然而,橡胶属于有寿材料,为保证系统的使用安全,快速评估橡胶减振器在特定环境下的使用寿命非常重要。本文针对某机载橡胶减振器,设计了一种寿命加速试验的方法和流程,可作为同类产品寿命试验的参考。

空间挠性作动器的可靠性验证试验方法

为了对空间挠性作动器在轨运行的可靠性进行评估,针对作动器在轨工况复杂、小子样、长寿命的特点,给出了作动器可靠性验证试验方法。首先,在分析作动器结构组成及工作原理的基础上,确定了作动器可靠性特征量。然后,以寿命型可靠性试验为基本思路,针对挠性元件在轨疲劳断裂失效这一主要故障模式,根据在轨典型工况载荷数据进行疲劳试验载荷谱设计,采用试验载荷谱开展挠性元件加速疲劳寿命试验,基于试验结果给出作动器的可靠性评估结果。最后,以某型号空间挠性作动器为例,基于挠性元件加速疲劳试验进行可靠性试验验证,得到作动器可靠性评估结果。研究结果表明,该作动器可靠度满足指标要求,评估结果符合工程实际。运用所提出的可靠性验证试验方法,可为空间挠性作动器在轨运行可靠性的定量评估提供有效的技术途径,可为航天器运动机构的可靠性验证提供参考。

高强化柴油机活塞加速热疲劳与等效寿命评估方法

针对高强化柴油机中的活塞在实机状况下热疲劳寿命难预测的问题,提出采用加速热疲劳方法的部件模拟试验寿命来预测活塞的实机寿命。基于临界面法,循环计算得到活塞在实机工作条件下和部件模拟条件下的仿真寿命结果,并运用活塞加速热疲劳试验数据对仿真的寿命数据进行验证,得到的寿命仿真计算值与试验值一致性较好,验证了临界面法的精确性;通过损伤等效分析,确定活塞实机标定工况下的寿命与台架寿命之间的关系;采用非线性拟合的方法,得到部件模拟条件试验条件下循环寿命与加载时间、最高温度之间的关联式。研究结果表明:在实机工况和部件模拟试验条件下,仿真计算得到活塞最先发生疲劳破坏的位置为喉口区域,说明二者的失效区域和失效特征具有一致性;在活塞喉口最高温度为408.6℃时,得到活塞实机标定工况下的寿命是部件模拟条件下的21.2倍;在活塞部件模拟条件下,最高温度相同时,活塞寿命随加热时间的减小而减小;加热时间相同时,活塞寿命随最高温度的增加而减小;根据拟合的关联式,得到活塞发生破坏时的活化能为61.5 kJ/mol。

基于损伤等效的振动疲劳试验载荷转换

目的使用简谐激励替代随机平直谱激励进行振动疲劳试验。方法利用有限元仿真计算某典型铝合金试验件在简谐激励和随机平直谱激励下的疲劳寿命,分析2种工况下试验件寿命相等时激励的等效关系。进行一组定频激励试验和一组谱激励试验,对比试验结果,验证在某典型铝合金试验件上利用简谐激励替代随机平直谱激励进行振动疲劳试验的可行性。结果通过试验与仿真技术,对2024-T4铝合金试验件在一定频率非共振简谐激励和随机平直谱激励作用下的振动疲劳寿命规律进行研究,得出了不同激励作用下试验件寿命相同时载荷的等效关系。结论基于损伤等效,工程中可以使用简谐激励代替随机平直谱激励进行振动疲劳试验,从而解决了一类振动疲劳试验加载困难的问题,实现振动疲劳的试验加速。