基于nCode的压裂泵液力端疲劳寿命分析

压裂泵液力端在现场应用中承受脉动循环高压,易产生疲劳裂纹且不同液缸的疲劳寿命存在差异。为此,建立现场某型号压裂泵液力端的整体有限元模型,利用ANSYS与nCode DesignLife疲劳耐久性分析软件对液力端进行静力学分析与疲劳寿命预测,研究液力端不同液缸发生疲劳破坏的规律。研究结果表明:液力端在试压142.5 MPa与正常工作95 MPa这2种状态下,最大应力分别为915.89和600.36 MPa,均小于其材料的屈服应力1 070 MPa,静力学强度满足要求;液力端各个液缸易发生疲劳破坏的位置均位于液缸内部的弹簧卡座处,与液力端在现场使用过程中出现的疲劳裂纹的位置相符;液力端5个液缸中寿命最长的为4#缸,寿命最短的为1#缸,1#缸的疲劳寿命大约为4#缸的60%,液力端整体呈现出1#、5#缸比2#、3#、4#缸疲劳寿命短的规律。研究结果可为该型号压裂泵液力端的优化设计提供理论依据。

基于Ansys的前倾托辊组疲劳寿命分析

带式输送机是由多个子系统组成的复杂技术系统,托辊作为承载输送带及物料的易损件,对其寿命分析显得尤为重要。文中以正常支撑托辊组和前倾布置托辊组作为研究对象,对二者的疲劳寿命进行分析研究。根据某焦化厂提供的正常支撑托辊组和前倾布置托辊组虚拟样机模型,基于Workbench对托辊组进行静力学仿真分析,获得等效应力、应变云图,应用疲劳分析软件nCode DesignLife进行应力疲劳分析,分析结果表明二者最小寿命均在轴承处。

不同弹性模量的Ti6Al4V合金模态及超声疲劳寿命仿真研究

本文以超声手术刀用Ti6Al4V合金为研究对象,针对其不同弹性模量的超声疲劳性能进行了系统研究。对弹性模量是95、100、105、110 GPa的试样在位移振幅为20~100μm、频率为(20.0±0.5)kHz的条件下进行谐响应分析,并以该数据为基础进行有限元静态结构分析;通过nCode DesignLife分析不同弹性模量的Ti6Al4V合金疲劳损伤云图和疲劳寿命云图,并绘制S-N曲线。结果表明,随着钛合金弹性模量的增加,其超声疲劳性能呈现先降低后增加的趋势,其中弹性模量为105 GPa时超声疲劳性能最低。

某机载风扇疲劳寿命分析与减振研究

针对某机载风扇外壳疲劳断裂问题,基于材料S-N曲线及Miner线性损伤累计理论,通过ANSYS和nCode DesignLife联合仿真对其进行疲劳寿命分析,得出该风扇外壳疲劳结果云图及各节点的疲劳寿命。结果显示,最大疲劳损伤位置位于加强筋与外壳连接处,与实际工况中断裂位置相符合,表明该仿真方法可为结构设计提供一定理论指导。为解决疲劳断裂问题,提出一种采用高阻尼橡胶材料减振器进行减振安装的方法,再次仿真的结果表明,减振安装是一种可以提高机载风扇疲劳寿命有效的方法。

内部含裂纹车轮疲劳寿命分析

针对国内普遍采用的LM A磨耗型踏面车轮出现内部裂纹问题,通过有限元软件ABAQUS结合疲劳寿命分析软件nCode DesignLife探究了不同工况对疲劳寿命的影响。结果表明:不同长度的裂纹在裂纹尖端存在明显的应力集中现象,将对车轮损伤和疲劳寿命产生影响,虽有波动,但总体上是先快后慢的趋势;车轮的损伤系数和疲劳寿命在裂纹角0~45°变化较小,但危害较大;轴重是影响车轮疲劳性能的重要因素,避免过载可延长车轮使用寿命;裂纹深度对含裂纹车轮的损伤系数和疲劳寿命影响较大,其中10 mm以内数值变化较大,即疲劳失效更容易发生在接触斑中心位置。

基于nCode某水电站桥机减速机输出轴疲劳寿命分析

针对某水电站桥机减速机输出轴断裂现象,基于nCode平台及应变疲劳理论,对减速机输出轴进行三维建模,求解应力应变,分析减速机输出轴虽然在键槽根部存在应力集中现象,但最大应力值在许用应力范围内;同时通过疲劳寿命求解,揭示减速机输出轴断裂成因为键槽根部是疲劳脆弱区,安全系数过低。

基于平均应力修正的综框疲劳损伤分析及寿命预测

针对综框的高速特性和复杂承载状态,采用平均应力修正法对其疲劳特性进行仿真研究。文章在结构设计与负载估算基础上,通过ANSYS/WorkBench协同仿真环境实现了综框的有限元建模与静力分析。以基本S-N疲劳性能曲线为依据,构建基于nCode DesignLife的预定义疲劳项目仿真流程,探究正弦时间序列载荷作用下的综框疲劳行为。结果显示:铝合金综框失效状态为高周疲劳破坏(>2.6×105),其疲劳损伤主要发生在横梁两端局部区域,尤其是在弹簧悬挂处,集中分布有多个潜在失效危险域;铁质综框疲劳损伤覆盖区相对更大,且整体抗疲劳性能明显不及铝合金综框。可为实际工况下的综框疲劳寿命分析及损伤机理研究提供有力参考。

焊接机器人齿轮齿条机构疲劳寿命仿真分析

针对焊接机器人龙门架组件齿轮齿条传动机构长期运行中易发生疲劳损坏的问题,提出利用ANSYS与nCode软件联合对齿轮齿条进行疲劳分析。建立齿轮齿条有限元模型,结合实际工况定义边界条件;在极端工况下对齿轮齿条进行瞬态动力学分析,得出最大穿透量较小,不会发生穿透现象,且最大等效应力远小于屈服极限,满足强度设计要求。为了研究不同摩擦系数、转速及负载对齿轮齿条在动载条件下疲劳寿命的影响,采用nCode DesignLife软件进行仿真分析,研究结果表明:在动载条件下,摩擦系数对齿轮齿条啮合时产生的等效应力影响较明显,转速对疲劳循环次数影响最大,摩擦系数对齿轮齿条疲劳损伤的影响最明显,该研究成果可为齿轮齿条抗疲劳优化提供理论指导。

某轻型货车燃油箱振动疲劳分析

为了研究某轻型货车燃油箱振动疲劳特性,采用基于功率谱密度(PSD)的频域分析法对其进行振动疲劳分析。先对燃油箱进行有限元模态分析获得其固有频率及振型,再进行谐响应分析获得其频率响应函数,然后将有限元分析结果导入到nCode DesignLife,施加加速度PSD载荷进行振动疲劳分析,获得燃油箱在严酷方向(车辆行进方向)上的振动疲劳损伤,从而对燃油箱的振动疲劳特性进行评估。对比该款燃油箱样件的振动疲劳试验结果,有限元模型仿真结果基本与试验吻合,然后对其他两款不同形状隔板的燃油箱进行振动疲劳分析,结合端板受力情况对比三款不同形状隔板的燃油箱分析结果,选出三款不同形状隔板的燃油箱中最优的一款,并为燃油箱结构设计提出一些建议。

基于静强度分析的车架疲劳寿命仿真预测

为了保证车架结构在受载时有足够的可靠性及疲劳强度以避免产生破损和满足轻量化的要求,本文以厢式货车的车架为对象进行疲劳分析。先在Pro/E中建立车架的三维模型,将其导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中进行静力学分析,得出车架在弯曲工况下的应力和应变分布情况,再联合nCode Designlife软件并结合材料SN曲线对车架进行疲劳分析。经过仿真分析最终得出了车架的寿命云图和破损云图,确定了车架的易破损部位以及部分危险节点的循环次数。