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。

膨体聚四氟乙烯人工心脏瓣膜体外加速疲劳的实验研究

目的测试膨体聚四氟乙烯人工心脏瓣膜(ePTFEAHV)的耐久性。方法以TH-2200型瓣膜体外加速疲劳寿命测试仪对6个ePTFEAHV进行体外加速疲劳实验,总计4亿次。以TH-1200型人工心脏瓣膜体外脉动流试验台测试瓣膜于疲劳实验前后的流体力学参数,并进行对比研究,以测试ePTFEAHV的耐久性。结果疲劳实验前后ePTFEAHV的平均跨瓣压差、有效开口面积无明显改变,返流量及返流率较疲劳实验前减小,差异有统计学意义。结论ePTFEAHV具有良好的耐久性。

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。

膨体聚四氟乙烯人工二尖瓣的体外加速疲劳实验

目的:测试膨体聚四氟乙烯人工二尖瓣的体外耐久性。方法:实验于2004-11/2005-06在湖南心脏研究所完成。符合GB12279-90标准。疲劳实验前后进行体外脉动流流体力学实验。实验在20℃恒温条件下进行,采用生理盐水作为实验液体。以TH-2200型瓣膜体外加速疲劳寿命实验台对6个膨体聚四氟乙烯人工二尖瓣进行体外加速疲劳实验,总计4亿次,实验中每2500万次停机检查1次,每5000万次测量腱索长度。实验结束时观察瓣膜的大体情况。以TH-1200型人工心脏瓣膜体外脉动流试验台测试瓣膜于疲劳实验前后的流体力学参数,并进行对比,以测试膨体聚四氟乙烯人工二尖瓣的耐久性。结果:①瓣膜大体观察:6个膨体聚四氟乙烯人工二尖瓣在每个周期的循环中均能够完全开放与闭合,每个膨体聚四氟乙烯人工二尖瓣的腱索均处于张紧状态,瓣膜大小瓣间对合严密,无肉眼可见的缝隙。②腱索长度变化:腱索长度随时间(实验次数)的增加而增加,但增加速度逐渐减慢,0.5亿次时平均增加(0.795±0.037)mm,1亿次时增加(0.587±0.044)mm,以后增加缓慢,不超过(0.168±0.021)mm。由实验开始到结束时各腱索总计增加长度均值为1.86mm。总体上随时间变化腱索增长差异有显著性意义(F=5025.909,P=0.000)。腱索长度增加各腱索间差异无显著性意义(F=2.119,P=0.067)。③平均跨瓣压差:疲劳实验后平均跨瓣压差略高于实验前,差异无显著性意义[分别为(4.540±1.846),(4.498±1.430)mmHg,F=0.013,P=0.912]。④瓣膜有效开口面积:疲劳实验后瓣膜有效开口面积略高于实验前,差异无显著性意义[分别为(2.633±1.077),(2.474±1.074)cm2,F=0.651,P=0.427]。⑤瓣膜反流量:疲劳实验后瓣膜反流量低于实验前,差异有显著性意义[分别为(1.291±1.028),(2.128±1.250)mL,F=8.606,P=0.007]。⑥瓣膜反流率:疲劳实验后瓣膜反流率低于实验前,差异有显著性意义[分别为(3.491±2.998)%,(5.147±1.736)%,F=5.849,P=0.023]。结论:膨体聚四氟乙烯人工二尖瓣具有良好的体外耐久性及流体力学特性。

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.

超声加速疲劳实验研究

通过 2 0kHz压电超声加速疲劳试验机对多种金属材料进行测试 ,实验地证明了超高周疲劳裂纹往往从试件内部萌生的机制。试件在超过 10 7周应力循环后继续发生破坏。研究还发现 ,材料超高周疲劳的S -N曲线可以表现出另两种有别于传统规范的 10 7极限型 ,即持续下降型和阶梯下降型。还总结了近年来超声疲劳的研究进展 ,结合作者多年国外的研究工作 ,着重从加速超声疲劳试验设备的发展 。

蜗杆传动的加速疲劳试验方法研究

基于疲劳寿命损伤理论,通过分析各级载荷对疲劳寿命的贡献,对零件损伤小的载荷,将其部分使用次数按其他载荷等级的频度分配。利用Ansys软件对蜗轮蜗杆进行动态分析,得到齿面接触应力结果;在n Code疲劳分析软件联合有限元分析结果与循环载荷时间历程,计算蜗轮蜗杆的疲劳损伤,通过试验进行验证。给出具体的计算方法,就蜗轮蜗杆的加速可靠性及可行性进行分析。

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。

橡胶隔振器加速疲劳试验谱的编制方法研究

通过大量的橡胶动静刚度试验和疲劳试验,分别获取了某填充型天然橡胶材料在各试验条件下的动静比数据表和疲劳寿命数据表。以发动机悬置为例,在充分考虑橡胶材料动态特性的基础上,建立了道路载荷值与应变值的转换关系。对采集的道路载荷谱进行雨流计数,根据Miner线性损伤累积理论与损伤等效原则,编制得到最终的加速疲劳试验谱。用该谱对发动机悬置进行疲劳试验,结果表明:用该方法编制的加速疲劳试验谱可成功应用于悬置等橡胶隔振器零件的疲劳试验,并且较大程度地缩短了试验与产品开发周期。

风电齿轮箱加速疲劳寿命试验验证

对于风电齿轮箱的高可靠性要求,都是通过加速疲劳寿命试验的技术方法来验证齿轮箱的疲劳可靠性。根据主机厂提供的齿轮箱设计载荷谱,确定额定载荷在额定转速下运转的时间;应用Miner理论,确定风电齿轮箱加速疲劳寿命试验的试验步骤,以此试验后的结果来验证齿轮箱的疲劳可靠性。

铁路货车车体加速疲劳试验方法研究

以某型铁路运煤敞车为研究对象,以线路测试数据为基础,在试验台上模拟敞车线路运行的车体振动和受力状态,创建加速疲劳试验的驱动信号,并利用此驱动信号进行车体加速疲劳试验,进而对车体寿命进行评估。

超长寿命加速疲劳实验方法及其应用

实验时间和费用的制约排除了用常规的疲劳试验机测试结构材料在107周循环以上的疲劳行为.一种可能是要求使用更高频率来加速试件的周期加载.有幸的是,现在已经有了超声疲劳实验方法(频率介于15～30 kHz).这是一种可靠的可以进行109循环以上的疲劳试验方法.本文着重从加速超声疲劳试验系统的发展,多种材料及条件下的实验研究结果及其重要结论作了概述性介绍与讨论.

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。

基于载荷谱的E-Bike中置传动模组等幅疲劳载荷计算

基于电助力自行车自身特点,结合不同路况,计算其中置传动模组输出扭矩载荷谱。将交变应力的载荷谱通过齿轮材料T-N曲线求出当量载荷,并基于疲劳强度和弯曲强度计算等幅疲劳载荷,计算结果可为后续加速疲劳,载荷试验提供理论依据。

基于用户作业工况的履带式挖掘机加速疲劳强化路面构建方法

为提高挖掘机疲劳强度安全可靠性,解决挖掘机用户作业工况及加速疲劳试验方法缺乏等问题,以挖掘机油箱为研究对象,基于等效损伤原则,通过用户工况调研、采石场试验测试、虚拟路面构建、多体动力学仿真、强化路面试验验证及疲劳损伤计算等一系列流程,提出一种基于挖掘机用户作业工况的履带式挖掘机加速疲劳强化路面构建方法。结果表明,采用爬碎石坡等共9种采石场试验测试工况表征用户作业工况,可获得量化的工况测试数据及目标总损伤;基于多体动力学构建的挖掘机动力学仿真模型及虚拟强化路面计算结果与真实强化路面试验测试结果较为吻合;基于该方法获得了与目标总损伤一致的多种不同的强化路面及不同档位速度组合工况,其中由0.3 m凸块间距1档、2 m凸块间距1档及15 m凸块间距1档3种工况所构成的强化路面组合工况较优,强化系数为15.1,该方法可大幅度降低挖掘机整机及关键零部件的疲劳试验时间。

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。

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。