基于缺陷失效仿真路径压力容器的安全裕度与剩余寿命研究

针对目前难以准确获得压力容器缺陷裂纹临界值aN的状况,通过基于空气动力压力容器安全评定的缺陷失效路径与失效速率的仿真系统,来寻找裂纹缺陷在安全临界域速率拐点及准确获取aN的临界值的计算方法。反映缺陷"安全裕度"的射线法或平行线法并不能反映缺陷真实的动态安全程度,而应该是沿着缺陷的失效路径来进行标定缺陷趋近安全临界线的距离,而这个距离真实反映了缺陷的剩余循环疲劳次数,进而建立一种全新的评估压力容器剩余寿命的理论判据。

翻新轮胎失效仿真分析与纳米复合强化技术探讨

阐述影响轮胎翻新业发展的主要因素和存在的关键技术问题。探讨运用Pro/E、ANSYS及ADAMS三大软件建立动态仿真模型和运用纳米材料对翻新轮胎进行界面交联复合强化的技术,分析翻新轮胎的可行性。

基于ANSYS的载重车辆轮胎失效仿真研究

针对轮胎的主要失效形式,利用有限元法进行了失效仿真研究,主要进行了应力、应变及位移状况的分析,并对轮胎的寿命进行了预测.

MEMS加速度开关的冲击失效仿真分析与试验

针对微机电系统(MEMS)器件的低可靠性问题,以MEMS加速度开关为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件,采用"扭梁-悬臂梁-质量块"结构作为MEMS加速度开关主要作用部分,建立了开关的有限元模型。对MEMS加速度开关3个方向上的跌落冲击情况进行了有限元分析;通过仿真计算分析,得到了器件在冲击载荷作用下的最大量级,分析了导致加速度开关不能作用的主要失效模式;利用马歇特锤击实验平台进行了冲击试验,得到了加速度开关冲击失效的极限量级,证明了MEMS加速度开关的主要失效模式为断裂失效。研究结果表明:针对MEMS加速度开关主要失效模式的仿真分析结果可靠,与试验验证结论相符。

ZKB型直线振动筛减振弹簧失效仿真研究

以ZKB1856型直线振动筛为研究对象,介绍一种适用于振动筛减振弹簧失效分析的仿真分析方法。此方法向根据ZKB1856型直线振动筛减振弹簧的基本结构构建有限元仿真模型,并以此为基础分别从静强度分析、模态分析以及疲劳仿真分析三个角度对减振弹簧进行失效仿真。为验证失效仿真分析方法的可行性,将仿真结果与减振弹簧实际失效情况匹配对比,再将失效仿真分析方法应用于工程实践,最终确认失效仿真分析方法可精准获取减振弹簧失效问题。

210 L商用车储氢瓶失效动力学仿真研究

氢能是目前国家大力发展的绿色能源之一,包含制氢、储氢、用氢3个环节。其中,作为连接上游制氢和下游用氢的中间环节,储氢的重要性不言而喻。因此,为发展和壮大氢能技术,需确保储氢技术能同步发展。而目前氢能行业中最为流行的储氢技术为高压储氢技术,其具有方便快捷、技术成熟、储氢密度较高的优点。但由于其高压的特点,需要有能承受高压氢气的相关容器来储存它,而高压储氢瓶作为高压储氢技术中的常用设备,其结构安全性备受关注。以商用车用210 L储氢瓶为研究对象,展开相关的失效动力学仿真研究,研究其在不同工况下的失效行为,以为大容量储氢瓶的结构优化提供一定参考。

城市群交通网络级联失效建模与可靠性仿真

为增强城市群交通网络抵抗突发灾害的能力,减少级联失效所带来的危害以提升网络的可靠性,本研究基于城市群交通网络级联失效模型进行研究。首先,构建城市群单种运输方式的交通网络模型,将地理距离较近的节点进行叠加以构建城市群交通网络模型。其次,根据容量-负荷模型以及城市群的特点,在失效节点的负荷分配时考虑了地理距离与节点度的相对重要程度,构建城市群交通网络级联失效模型。并以网络效率作为可靠性测度指标,从而度量级联失效的影响。最后,以呼包鄂城市群为研究对象构建了道路-轨道交通网络模型,就不同的攻击策略、容量系数、地理距离权重与节点度权重对城市群交通网络级联失效现象进行仿真,研究网络可靠性的变化。结果表明:无论是随机攻击或是蓄意攻击,容量系数较大时网络可靠性较低;并且当容量系数均匀增大时,级联失效的影响具有明显突变性。在随机攻击下,容量系数的不均衡性使得网络效率下降较快,级联失效产生的影响较为严重;地理距离权重以及节点度权重影响着网络效率出现跳跃式下降的时刻,地理距离权重越大,出现的时刻越晚;在蓄意攻击下,容量系数存在阈值,当容量系数小于该值时,网络效率的变化趋势相似;地理距离权重与节点度权重存在某特定值使得级联失效的影响较小。

支柱式绝缘子的粘结层脱粘失效仿真分析

采用基于内聚力裂缝模型(CCM)的有限元分析方法,模拟支柱式绝缘子的不同结构界面的力学特性,仿真再现了绝缘子受弯矩外载下界面脱粘失效的过程,并研究了粘结界面力学性能对绝缘子整体承载力的影响。分析表明,粘结层开裂过程可分为界面承载、界面开裂和裂纹扩展3个阶段;水泥粘结剂与金属基座的粘结层开裂时间早、脱粘速度快是绝缘子结构的薄弱环节;界面刚度、断裂能、极限强度的增加均能有效提高绝缘子的结构承载力,但随着承载力增加,破坏模型由界面脱粘变为水泥粘结剂受拉破坏。

滚珠式打开机构失效模式仿真计算及试验验证

针对某固体发动机工作过程中滚珠式打开机构自锁结构失效问题,采用有限元方法进行仿真计算,分析了滑板中心轴偏斜不同角度情况下整个打开机构的承载能力变化情况,并采用气压模拟试验装置对仿真计算结果进行了试验验证。计算及试验结果表明,滑板中心轴偏斜角度越大,打开机构承压能力越低。该结果可为具有滚珠式打开机构的固体发动机完善失效模式。

基于复杂网络的轨道交通路网可靠性仿真分析

首先通过引入复杂网络的相关特征指标,介绍了城市轨道交通路网的复杂网络特征;然后,设计了轨道交通网络仿真分析模型和路网连通可靠性评价指标,并以此为基础研究了轨道交通路网的失效仿真分析理论和方法;最后,以上海市2020年远景规划路网为例,标定了其网络类型,并对该路网的连通可靠性进行了仿真分析研究。将复杂网络理论应用到城市轨道交通领域中,可为轨道交通基础理论的研究开辟新的思路。

平面编织复合材料层压板低速冲击后的压缩失效

采用超声C扫描检测、断口分析、有限元分析等方法研究低速冲击损伤对G803/5224与G827/5224两种平面编织复合材料层压板失效行为的影响。结果表明,低速冲击后压缩载荷作用下,G803/5224层压板最终为剪切分层失效,G827/5224层压板最终为剪切屈曲失效,两种层压板低速冲击后压缩的失效模式与未受损伤层压板基本相同。建立了平面编织复合材料层压板的损伤扩展与失效模型,该模型的计算结果与试验结果吻合较好,可用于平面编织复合材料层压板的失效仿真。

可脱落式前副车架结构仿真与试验

为应对日趋严格的被动安全法规和标准以及当前流行的短前悬设计带来的整车前碰空间不足的问题,提出可脱落式副车架设计方案。首次引入三阶等效波设计方法,基于某车型EuroNCAP前部偏置碰撞仿真结果提取前副车架连接点位置的载荷特征曲线,规划可脱落式副车架的失效时域;设计前副车架脱落方式及其零部件试验方案,采用CrachFEM失效模型对试验方案进行仿真,对比5轮试验与仿真结果发现:CrachFEM失效模型仿真与冲击试验中前副车架的拉脱失效力峰值的误差最大值为4.31%。将优选脱落结构设计方案应用于该车型EuroNCAP前部偏置碰撞仿真计算,前副车架在规划时域内脱落,第三阶等效加速度a_3降低11.83%,整车位移增大20 mm,整车归零时刻延长1.1 ms,因此该方案可有效改善该车型的前部高速耐碰撞性能。

应力-强度干涉法计算容器泄漏概率

运用应力-强度干涉法分析某容器中钠液的泄漏概率。以容器模型为基础,利用有限元分析所受应力,对材料性能取样数据进行联合分布分析,结合NESSUS软件完成失效概率仿真分析,最终得到容器的泄漏概率。

一种压力容器缺陷剩余寿命预测的新方法

通过基于空气动力压力容器安全评定的缺陷失效路径与失效速率的仿真系统,来寻找裂纹缺陷在安全临界域速率拐点及a_N的临界值,进而建立一种全新的评估压力容器剩余寿命的理论判据.