基于修正GTN模型的高压水泵主轴断裂失效检测

主轴断裂失效会导致高压水泵内部高压水喷出,可能引起事故,严重者甚至影响人身安全。高压水泵主轴处于水泵的内部,检测参数的选择和测量存在很大的不确定性,且最为判断特征的轴体振动信号中,强噪声会干扰阈值信号的判断,影响失效检测结果的准确性。提出一种基于修正GTN模型的高压水泵主轴断裂失效检测方法。利用速度传感器测定高压水泵主轴的振动信号,通过小波包分析对振动信号去噪处理,结合修正GTN模型,搭建基于故障树的高压水泵主轴断裂失效检测模型,对高压水泵的主轴断裂失效情况检测。实验测试结果表明:所提方法具有较低的误检率以及较高的查全率,能够有效提升检测效率。

修正剪切GTN模型的缺口张角数值模拟

人为预制含特定几何参数的对称环状V型缺口是新型金属棒料低应力旋弯致裂精密下料的关键工艺之一,合理的缺口效应不仅降低下料所需外载荷,还能有效节约下料时间。为获取合理缺口,使用细观损伤理论和数值模拟相结合的方法,以金属棒料作为研究对象,通过修正剪切GTN模型,对缺口张角为30°、60°和90°对称时进行分析;结合ABAQUS/Explict有限元分析软件中VUMAT子程序建立修正剪切GTN模型,对修正剪切GTN模型参数进行识别,并分析了不同缺口张角损伤分布规律。结果表明,与应力集中系数和应变率集中系数相似,随着缺口张角的不断增加,缺口根部的损伤不断降低。本文提出的修正剪切GTN模型可用于新型金属棒料低应力旋弯致裂精密下料缺口的选取。

基于微孔洞细观损伤模型的金属剪切失效分析

针对GTN模型不能模拟剪切破坏这一缺陷,基于Nahshon和Hutchinson的修正,在隐式有限元过程中开发了同时适用于拉伸和剪切断裂模式的细观损伤材料本构.首先,推导了适用于修正后损伤本构的全隐式数值积分公式和一致性切线模量,给出了UMAT子程序的计算流程;然后,采用一个单元分别施加拉伸和剪切边界条件,验证了细观损伤材料本构的有效性;最后,分析了薄壁结构在扭转载荷下的弹塑性响应.与试验结果的对比研究表明:修正的细观损伤模型能够较好地预测出延性材料的剪切损伤演化过程.