基于实测谱的转向架支架随机振动仿真分析及结构改进

[目的]对某一安装在城市轨道交通车辆转向架构架端部的天线支架结构,在随机振动激励下的疲劳损伤情况进行研究,以期提出改进措施。[方法]利用有限元分析软件对天线支架系统进行有限元建模,对结构进行模态分析,在此基础上用线路实测的ASD(振动加速度谱密度)代替标准谱作为载荷激励;在疲劳分析软件nCode中对天线支架进行随机振动仿真,获取支架的疲劳损伤结果;针对支架疲劳薄弱部位提出改进措施,并验证改进措施的有效性。[结果及结论]通过仿真发现:此结构的疲劳薄弱部位在支架两侧筋板的根部,最大总损伤为15.58,其不能满足运用要求。改进措施为:将支架两侧筋板根部进行局部加厚,并在侧面增加支撑筋。采取上述措施后,支架的疲劳损伤值显著降低,最大总损伤为0.02,其可满足运用要求,从而验证了改进方案的有效性。

轮胎噪声实测谱与仿真谱的解读

提出一种简易的轮胎噪声实测谱和仿真谱的解读方法。首先将轮胎噪声谱分为低频段、中频段和高频段,再根据不同频段轮胎噪声的声能分布情况,得到轮胎总噪声声压级在各个频段所占的比例,最后通过评分公式进行计算,判断是否为低噪声轮胎。该方法可弱化主客观评价不一致的现象。

运输类飞机实测突风谱编制方法研究

目的针对运输类飞机突风载荷谱编制需求,基于实测载荷数据和任务分析法原理,采用5×5谱编制方法,建立一种运输类飞机实测突风谱编制方法。方法首先依据任务分析确定飞机典型任务剖面和任务段,对实测载荷数据进行预处理和统计分析,获得突风增量过载超越数的分布参数。然后通过得到的平均突风增量过载累积超越数曲线,编制各任务段载荷谱,进而编制任务剖面谱,按任务剖面比例,对任务剖面谱进行随机排序,编制得到了突风增量过载飞-续-飞谱。最后给出了一个示例以详细阐明该编谱方法。结果该型运输机爬升任务段突风载荷谱相较其余任务段偏重。结论通过该方法编制的突风载荷谱能够较好地反映实测突风载荷数据特点,方法具备合理性和可行性。

普通国省干线重载交通道路轴载谱快速实测技术及应用

介绍了道路轴载谱快速实测系统组成及工作流程,分析了道路轴载谱快速实测技术的影响因素,并通过对实际道路轴载大数据的深入挖掘,分析了检测时间点和时间段(检测持续时间)对数据代表性的影响。结合山东省某重载交通省级干线公路,阐述了道路轴载谱快速实测技术的实际应用,对该道路路面结构进行了分析,提出了相应的设计建议。

基于实测载荷谱的电驱动总成差速器壳体疲劳寿命研究

提出了基于实测载荷谱的电驱动总成差速器壳体疲劳寿命分析方法。以某电动汽车电驱动总成差速器壳体为研究对象,建立了壳体有限元模型,进行了模态仿真分析,并进行了试验验证。在此基础上,以差速器壳体实测载荷谱作为载荷输入,以实车行驶工况为边界约束条件,对差速器壳体进行了动力学仿真分析。综合电驱动总成差速器壳体动力学有限元分析结果、名义应力法及壳体修正S-N曲线,对电驱动总成差速器壳体疲劳寿命进行了分析和研究。结果表明,差速器壳体疲劳失效位置与实际行驶时疲劳失效位置一致,基于实际行驶载荷谱能够准确分析差速器壳体实际行驶疲劳寿命情况。

基于实测载荷谱的三维路面重构方法

针对三维路面重构时路面不平度难以描述的问题,提出一种利用实测载荷谱反求路面的方法。在建立采集方法和测试系统基础上采集某车实际行驶载荷谱,以3种典型路面下的直线匀速行驶工况为例进行三维路面重构。基于BP神经网络建立路面反求模型,使用车辆7自由度路面输入振动模型在标准等级路面输入下的输出响应,对BP神经网络进行训练和验证。以实测和积分后的载荷谱为输入,反求得到二维路面并进行验证,在此基础上,使用三角网格法对三维路面进行重构。研究结果表明:反求出的路面作为激励输入至7自由度路面输入振动模型中,输出的簧上及簧下加速度与实测相对误差在8%以内,验证了路面反求结果的有效性,为三维路面重构提供了一种切实可行的方法。

基于实测与规范风谱的三塔悬索桥抖振性能对比

为了描述三塔悬索桥抖振性能,采用实测与规范风谱进行了抖振对比研究.基于润扬、苏通桥址区多次台风现场实测数据及结构健康监测系统数据库的数据资料,采用非线性最小二乘法获得桥址区实测强风风谱模型——实测谱.以世界第一大跨度三塔悬索桥主跨1 080 m的泰州大桥为工程背景,分别采用规范谱和实测风谱为目标谱模拟了桥址区的三维脉动风场,据此开展了基于ANSYS的三塔悬索桥抖振响应对比研究.结果表明:2种主梁抖振位移PSD曲线基本一致,各方向的第一阶振型对主梁抖振响应的贡献最大;泰州大桥主梁沿跨度方向侧向抖振位移RMS分布与两塔悬索桥基本一致,竖向与扭转抖振位移RMS分布表现出了其独有特点;采用实测谱的主梁抖振响应略小,规范谱偏于保守.研究结果可用于该桥的风致抖振分析,同时可对其他同类型桥梁的抗风设计提供重要参考.

基于实测载荷谱和仿真载荷谱的底盘疲劳分析及对比

由于实测载荷谱存在应用范围小,需要改制骡车进行试验采集,且成本较高的特点,从而促进了基于虚拟路面的仿真载荷谱获取技术的发展,仿真载荷谱既不受骡车限制,且成本也低。以实测载荷谱为基准,验证了基于3D虚拟路面的仿真载荷谱的精确性和实用性。建立某试验场共振路2的3D虚拟路面和某车型整车多体动力学模型,获得仿真载荷谱;将六分力传感器实测的载荷谱与仿真载荷谱进行时域、频域和损伤的对比,验证了仿真载荷谱的精确性;对底盘部件疲劳仿真分析下的损伤进行对比,发现两种载荷谱下的疲劳损伤分布趋势完全一致,摆臂与转向节的最大损伤比值分别为1.79和2.43,验证了3D虚拟路面和整车多体动力学模型构建方法的正确性,以及基于3D虚拟路面提取的疲劳载荷谱的工程实用性。

基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法

为准确预测某副车架疲劳寿命,对其进行三维建模与有限元分析,获得其结构应力分布,并确定副车架的疲劳损伤热点;试验场条件下测取副车架的应变载荷,通过频谱分析与低通滤波等计算副车架结构各测点的最大主应力,利用雨流计数法编制副车架载荷谱;利用局部应力应变法与Miner准则进行应力集中修正,完成副车架的疲劳寿命预估。估算得出该副车架试验场预期寿命为9 120 h。

实测海浪谱在闽北近海波浪能分析中的应用

基于2012年在福建闽江口东部白犬列岛海域利用AWAC仪器观测的波浪数据,统计分析了该海域的波浪特征,并由能量谱积分计算了波功率密度(P_w).与深水条件下P_w和波高、周期的近似关系相比,其比例系数存在一定差异.以不同波高和不同周期两两组合与对应P_w进行比较,分别求其比例系数,结果表明:T_(1/10)和T_(m02)所对应的近似关系较为稳定,T_z和T_p对应的关系变化较大,稳定性最好的为Hs和T_(1/10)的组合,α值为0.46.

汽车悬架参数实测载荷谱识别方法

为准确获取悬架参数,提出基于实际行驶载荷谱的某汽车悬架系统参数识别方法。结合悬架振动系统动力学,组建了车速、振动加速度、悬架位移等载荷谱同步采集系统,采集并分析了某试验场典型路面匀速行驶载荷谱。结合1/4悬架系统模型和最小二乘法,提出了递推最小二乘法悬架系统参数识别方法,并进行了验证,识别误差在1%之内。在此基础上,结合采集和分析后的实际行驶载荷谱,以异响路采集数据对悬架参数进行了识别,以综合路采集数据进行了验证。验证结果表明:仿真与实测的簧上加速度均方根值相对误差均在8%以内,仿真与实测的簧下加速度均方根值相对误差均在5%以内,参数识别结果准确度高,为车辆悬架系统参数的识别提出了一种行之有效的新思路。

基于实测载荷谱的某全域车悬架下控制臂疲劳寿命研究

基于实测力信号载荷谱研究了某全域车悬架下控制臂疲劳寿命问题。建立下控制臂有限元模型,并通过模态试验证实了有限元模型的有效性。基于某全域车道路载荷谱采集试验,获得了悬架下控制臂力载荷信号,并对信号进行处理及分析,验证了力载荷信号的可靠性。以某全域车实际运行工况建立下控制臂边界约束,以实测力载荷信号为输入对其进行动力学仿真分析。综合动力学分析结果中的应力应变信号、修正后的局部应力应变法及兰德格拉夫损伤准则进行悬架下控制臂疲劳寿命计算,结果表明:某全域车悬架下控制臂总寿命为3.562×10^(5)km,符合设计要求,基于实际行驶载荷谱能够较为准确预估实际行驶疲劳寿命。

考虑实测载荷谱的斜齿轮减振修形设计

为使齿面修形设计能够兼顾齿轮传动系统最常用载荷和其他载荷,提出一种考虑实测载荷谱的渐开线斜齿轮减振修形设计方法,并对其有效性进行了验证。首先,在齿面修形设计之前,需要得到齿轮传动系统的载荷谱,并对其进行分析,得到齿轮传动系统工作载荷范围、最常用载荷以及载荷出现概率等数据;其次,基于载荷谱中的一系列载荷及其出现概率,进行当量载荷设计;第三,将当量载荷设定为齿面修形的设计载荷,作为下一步的输入参数;最后,采用改进修形和传统修形2种齿面修形设计方法,基于遗传优化算法,结合实例完成承载传动误差幅值和啮入冲击力最小的齿面修形优化设计,对当量载荷的有效性进行验证。研究结果表明:齿面优化修形后,有效减小了齿轮副承载传动误差幅值和啮入冲击力;基于当量载荷的齿面修形设计,能够保证修形齿轮在大部分工作载荷范围内,尤其是常用工作载荷范围内,实现较好的传动质量;在当量载荷、最常用载荷以及工作载荷范围内的大部分载荷下,改进修形都比传统修形能够更有效实现齿轮传动系统的减振降噪。

江苏沿海实测波浪谱在SWAN中的应用

采用CCMP提供的寒潮大风天气风场数据,分别运用实测波浪谱和JONSWAP谱的SWAN模型对江苏沿海北部波浪场进行模拟,发现采用实测谱的计算结果与实测值更接近,模拟出的波高随时间变化过程更吻合。应用实测谱对工程区域进行波浪场推算,得到了合理的结果。

实测载荷谱疲劳裂纹曲线预测模型

采用历时8年实测载荷谱进行裂纹扩展实验,构建预测裂纹长度的新陈代谢模型并对比试验结果与预测结果在不同条件下的误差,分析结果表明:该模型结合无损检测技术,无需大量试验拟合材料常数即可有效预测裂纹长度,预测结果准确;能够减少载荷分散性和材料分散性对于预测结果的影响,大幅提高预测结果可靠性;该模型也可以应用于腐蚀疲劳环境中的裂纹长度预测。

基于实测载荷谱的侧架寿命分析

随着铁路提速重载的发展,铁路货车转向架零部件的疲劳裂损率增加。本文通过我国几条典型线路实测,得到我国铁路货车的实测载荷谱。利用有限元仿真得到载荷—应力的转化系数,由实测载荷谱得到应力谱,基于该应力谱计算转向架侧架的疲劳寿命,并和AAR载荷谱的疲劳寿命对比分析,验证实测载荷谱的可用性。

基于实测载荷谱的电动汽车减速器齿轮疲劳寿命预测

电动汽车在行驶过程中,减速器齿轮承受着外部激励与内部啮合激励。同时,电机具有电磁转矩冲击与过冲载荷特性导致转矩波动,使电动汽车减速器齿轮实际承受的载荷复杂且具有随机性,以致增加了减速器齿轮的疲劳破坏发生。本文对驱动电机转速、转矩等载荷进行实采,并对所采集载荷进行数据处理,结合减速器齿轮工作原理,利用旋转雨流计数法对其进行循环计数,根据修正的齿轮S-N对数曲线、转换后的齿轮接触应力幅值—频次关系,得到齿轮接触疲劳寿命,同时计算了跑完1次载荷谱里程所对应的电动汽车减速器齿轮寿命里程。

基于实测载荷谱的车载充电机支架随机振动疲劳仿真及优化设计

车载充电机(on board charger,OBC)支架持续受振动载荷激励,其疲劳寿命必须满足汽车设计的耐久性能目标。针对某车型耐久路试样车OBC安装支架断裂问题,分析支架断口形貌,并找出疲劳裂纹起源位置;建立随机振动有限元分析模型,计算支架随机振动均方根应力和疲劳损伤;基于仿真结果对支架结构优化设计,降低支架裂纹源位置应力水平。结果表明:损伤大于1有疲劳开裂风险的区域与支架断口裂纹源位置高度吻合;支架最大损伤由6.4大幅降低至0.65,显著提升了耐久性能;优化后的支架经随机振动耐久试验测试未见开裂。研究成果可为新一代车型研发规避OBC支架疲劳开裂问题提供参考。

载荷谱实测机翼地面标定技术浅论

就飞机载荷谱实测机翼地面标定的原理、标定方法及标定数据处理进行了较详尽的阐述。对飞机载荷谱实测的前期工作有较强的指导意义。

基于载荷谱的铝合金客车骨架疲劳耐久性研究

针对采用静力学仿真方法难以准确预测客车疲劳寿命的问题,本研究以实测载荷谱为输入对客车骨架疲劳耐久性进行分析。面向某铝合金客车开展试验场路谱采集,以实测载荷谱为输入,开展多体动力学建模与虚拟迭代分析,获得载荷谱输入文件,结合材料S-N曲线、Miner线性累积损伤准则和整车应力分布,基于准静态法从时域上对整车结构开展疲劳耐久性计算。结果表明:单循环下车体结构最大损伤和整车结构的最小寿命,可满足新能源汽车的定型规程要求,具有良好的抗疲劳性能。