基于损伤力学的矿用定向钻机金属结构寿命评估

针对ZYL-15000D型煤矿用履带式全液压定向钻机底座寿命评估,首先通过Q345B钢的脉动循环加载拉伸疲劳试验数据,拟合得到应力幅值和寿命的关系式,经由应力修正和安全系数的选取,转换得到对称循环下的应力幅值和寿命的关系式。结合基于损伤力学推导出的损伤退化模型,根据Q345B钢试验数据拟合确定损伤退化模型中的待定参数,将Q345B钢对称循环下应力幅值和寿命的关系式代入,得到Q345B钢的疲劳损伤退化模型。然后借助ABAQUS对钻机整机进行结构分析,得到钻机底座的危险点位置(即应力最大处),在该型号样机试验台上通过应变片测得钻机底座危险点处的应力—时间历程。最后采用雨流计数和应力修正,对测得的随机载荷谱进行处理得到雨流计数直方图(应力均值-幅值-循环次数),再转换为对称循环载荷的形式,代入确定的疲劳损伤退化模型中,评估钻机底座的疲劳寿命。

磨粒流抛光阀块内孔道的数值模拟与试验研究

针对液压阀块孔道内部结构复杂难以进行精密加工的问题,提出利用磨粒流精密抛光技术来实现加工工艺。使用流体仿真软件Fluent进行数值模拟,研究进口压力、磨料浓度、磨粒粒度等对磨粒流加工效果的影响。以液压阀块内的孔道为研究对象,对不同的进口压力、磨料浓度、磨粒粒度下内孔道磨粒流的速度、湍流动能、静压、壁面剪切力进行仿真,得出结论:当入口压力为8 MPa、磨料浓度为0.1、磨粒粒度为200目时,阀块内孔道的抛光效果较好。以该参数进行相应的磨粒流加工实验,结果表明:阀块孔道内壁面的表面粗糙度明显降低,提高了孔道内壁面的表面质量。

基于断裂力学的桥式起重机剩余寿命数值仿真

为了保证通用桥式起重机的工作安全,建立疲劳寿命预测的数值仿真模型,并结合结构疲劳危险点的疲劳应力-时间历程来评估起重机金属结构的疲劳剩余寿命。以Q235B钢疲劳裂纹扩展试验为基础,获得6组被测CT试件的a-N数据及其对应点的da/dN和ΔK数据,通过线性回归拟合出Paris裂纹扩展模型的参数C和m。通用桥式起重机在实际使用中所受的载荷是随机的,无法直接应用Paris公式进行寿命估算。以某企业正在服役的50/10 t通用桥式起重机为研究对象,统计其在一定时间段内的载荷-时间历程数据,通过有限元仿真获得对应的样本应力-时间历程,采用周期样本循环法,对通用桥式起重机剩余寿命进行评估。结果表明,利用断裂力学中疲劳裂纹扩展理论结合应力谱评估焊接箱形梁疲劳剩余寿命的方法是可行的,可为起重机维护管理提供参考。