螺旋弹簧快速疲劳试验加载优化方法

新设计以及投产加工制造的高应力圆柱螺旋弹簧都需进行快速疲劳试验,试验时间短。要求圆柱螺旋弹簧加载频率高,使用寿命长,实际疲劳断裂主要为正断型疲劳断裂模式。金属材料扭转疲劳断裂机制图诠释了材料的疲劳断裂寿命、屈服强度、外施交变切应力振幅和疲劳断裂模式之间的关系。利用原理图表述不同试验条件下引发疲劳断裂模式发生的替代变化。缩短快速试验时间的主要方法:提高加载应力水平;最大正应力不变条件下,降低应力比值;对圆柱螺旋弹簧进行优化的二次喷丸处理等。给出快速疲劳试验的一般试验程序。

运载火箭静力试验加载装置结构拓扑优化设计

针对运载火箭结构静力试验中工装部件多、重量大的情况,开展轻量化设计,提出一种加载装置精细拓扑优化方法。基于变密度法,构造了以柔顺度最小为目标函数、以体积比为约束条件的拓扑优化模型,通过分段选取材料密度值,实现了结构精细拓朴。根据优化结果确定主承力结构及可减重部分,采用最小二乘法对结构不规则边界进行曲面拟合以提高其工艺性。最终承载1 500 t轴压的加载装置单个减重19.7%,结构应力和变形减小且分布更为均匀。本研究对于飞行器结构力学试验高承载部件的设计具有参考意义和实用价值。

全尺寸风机叶片疲劳加载系统设计及试验研究

为了验证风机叶片在设计使用寿命内能够承受设计规定的疲劳载荷,获得叶片性能参数,设计了一套风机叶片疲劳加载系统。采用模型优化配重块方法减小叶片弯矩分布误差,模糊自整定PID参数进行控制,进行风机叶片全尺寸疲劳试验,完成频率搜索及载荷谱加载测试过程。试验结果表明,系统能以搜索步长为0.01 Hz完成共振频率搜索与跟踪,加载维持峰值变化率在试验要求的误差范围内(5%),叶片根部的弯矩误差不超过±0.4%,检测效率得到提高,降低了设备成本,为风机叶片检测与分析提供了一种实用手段。

全尺寸风电叶片疲劳加载载荷匹配及试验研究

为疲劳加载试验时沿叶片展向满足实际工作时的弯矩分布,对全尺寸风电叶片共振型疲劳加载系统进行载荷匹配与试验。分析叶片共振式疲劳试验中弯矩分布,采用参数分段离散法沿叶片展向离散出质量与长度矩阵,推导叶片弯矩数值计算方法,建立弯矩匹配优化数学模型,编制弯矩分布校验算法,利用Matlab/Simulink建立仿真模型并对匹配优化进行数值仿真,并校验配重块的质量和数量,得到沿叶片展向的弯矩分布误差小于7%。试验结果表明,疲劳试验过程中叶片加载点的振幅稳定,叶片根部弯矩误差不超过±5%,满足疲劳加载试验的弯矩分布精度要求,试验精度与检测效率得到提高,缩短疲劳试验周期,为风电叶片检测与分析提供一种的实用手段。

某型民机后机身疲劳试验若干加速方法的研究与应用

简化载荷谱是加速疲劳试验、缩短试验周期的有效方法。在某型民机后机身4倍疲劳寿命试验中,采用平均应力法,将"5×5"载荷谱中的运行次数多、载荷系数较小的载荷通过等损伤折算,简化为载荷系数较大的载荷,将试验实施谱加载端点数减少将近一半,很大程度上减少了试验时间。在此基础上,采用等速率优化方法,将疲劳试验加载时间缩短至原来的62.5%。4倍疲劳寿命试验结果表明,该方法是合理的、可靠的、有意义的,能准确反映结构的真实疲劳损伤,可应用于类似的疲劳试验中。

桥梁静载试验加载方案研究

近年来,随着桥梁出现不同程度的病害,需要开展大量的静载试验检测桥梁的运营情况。该文通过对目前桥梁静载试验加载方案的分析,提出了影响桥梁加载方案合理性的几个条件,并给出相应的算法,综合运用桥梁博士和C#软件对某拱桥进行了分析,得出了优化的载重车辆布置,为桥梁加载方案的选择提供了参考。

风机叶片旋转疲劳加载系统研究

设计了偏心旋转质量块疲劳加载系统,对风机叶片疲劳加载试验传动系统中关键参数进行了分析及匹配优化,使得系统传动效果最优化。采用激光传感器测距,虚拟仪器开发软件实现信号的采集读取、分析运算、显示存储及通信控制,PLC执行相关程序算法对频率搜索跟踪、输出控制,完成叶片疲劳加载测试过程。试验结果表明:疲劳加载系统具有足够的安全性和可靠性,达到了较好的控制效果,降低了设备成本,为风电叶片检测与分析提供一种的实用手段。

高速动车组整车车体疲劳试验方法研究

车体是高速列车的重要承载部件,疲劳试验可以准确评估车体的疲劳寿命,还可以验证仿真计算模型的准确性,并可以将仿真分析时考虑不全面的工艺因素考虑在内。通过比较国内外相关标准确定了包含车体垂向、中心销横向、纵向以及车钩纵向载荷在内的高速动车组整车车体疲劳试验载荷,根据试验载荷制定了整车车体的疲劳试验方案,并根据该方案完成了国内首次高速动车组整车车体的疲劳试验。通过疲劳试验发现车钩座内侧筋板焊缝存在疲劳安全隐患并提出了优化方案,对优化后的方案近一步进行验证,最终证明了该型高速动车组车体的疲劳寿命满足设计要求。

一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法

在某型航空发动机叶片疲劳试验件数量严重不足的情况下,提出一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法-逐级载荷加载法。该方法先以一个相对较低的振动水平对叶片进行激励,然后逐级加大叶片的激励水平,直至叶片出现疲劳破坏,最后获取该叶片的疲劳极限。应用该方法对某型发动机第5级轴流压气叶片进行疲劳试验,有效地获取该叶片的疲劳极限。

基于弯曲疲劳试验的发动机曲轴疲劳试验设计探讨

为了提高发动机曲轴部件工作的稳定性与可靠性,对某汽车发动机曲轴为试验对象,将其分成多个单拐试样,分别使用电磁谐振加载法与电液伺服加载法进行弯曲疲劳试验。试验结果表明,电液伺服加载法对弯矩的控制更为合理、精准;电磁谐振加载法可以有效缩短试验时间,减小试验成本;不同试验方法下获得的疲劳极限值并不相同,要结合曲轴试验目的选取适宜的试验方法;两种试验方式下曲轴失效形式均是连杆颈辊压槽处出现断裂。由此可以得出:两种加载方式得到的疲劳极限数值偏差幅度为4.4%;发动机曲轴部件中最为薄弱的部分在连杆颈辊压槽处。

挡泥板支架疲劳试验方法探究

文章通过对挡泥板支架载荷谱进行研究,结合支架实际受力分析,通过雨流计数法原理和Palmgren-Miner线性理论疲劳理论将道路载荷谱等效为单级加载谱进行试验,并通过道路模拟试验验证其可靠性。从方法的可靠性来说,两种方法均可靠有效;从短时间、低成本等因素来考虑,推荐使用单级谱加载试验方法。但单级加载谱考虑影响因素有限,在后续的研究中还需进一步优化。

固结试验及固结参数确定方法研究综述

固结试验是测定土体固结参数的主要试验方法。常规固结试验所需时间长、试验数据少且试验过程中沿试样高度有效应力分布不均,但操作简单、试验结果可靠,是我国相关规范标准推荐的试验方法。快速法固结试验缺乏理论依据,试验结果受土的性质与试验者经验影响较大。连续加载固结试验具有试验时间短、有效应力分布均匀和对试样扰动小等优点,且能测得可靠的固结参数,是固结试验发展的一个方向。本文总结与评述了不同类型固结试验的优缺点及固结参数确定方法研究成果,指出了各自的局限性、适用性与发展方向。

变幅疲劳试验原理分析

介绍了变幅疲劳试验的加载时间历程、循环计数法和试验要求。变幅疲劳试验中用于试验加载的载荷幅值以随机载荷谱形式变化,其目的是为了模拟实际零部件或结构件所承受的随机载荷,其中用于试验加载的载荷谱通常通过直接测量在役零部件或结构件的载荷或加载时间历程获得,进而使用相关的循环计数法进行数据处理生成加载控制信号用于试验加载。

固结试验及固结参数确定方法研究综述

固结试验是测定土体固结参数的主要试验方法。常规固结试验所需时间长、试验数据少且试验过程中沿试样高度有效应力分布不均,但操作简单、试验结果可靠,是我国相关规范标准推荐的试验方法。快速法固结试验缺乏理论依据,试验结果受土的性质与试验者经验影响较大。连续加载固结试验具有试验时间短、有效应力分布均匀和对试样扰动小等优点,且能测得可靠的固结参数,是固结试验发展的一个方向。本文总结与评述了不同类型固结试验的优缺点及固结参数确定方法研究成果,指出了各自的局限性、适用性与发展方向。

硬齿面齿轮弯曲疲劳极限试验分析

通过试验得出试验齿轮的弯曲疲劳极限是一种确定齿轮极限应力的可靠方法,采用Locati疲劳极限快速测定法,对相同参数的硬齿面齿轮试件分别做了脉动加载弯曲疲劳试验和负荷运转试验,应用MATLAB对实验数据进行了分析,绘制了两种试验方法下的损伤积累模拟曲线,并对结果进行了分析。

民机全机疲劳试验综合加速技术研究与验证

民机全机疲劳试验关系到适航取证和服役使用,为缩短疲劳试验时间,从载荷谱简化和试验过程提速两方面进行综合性加速技术研究。对细节疲劳额定值(DFR)法改进使之适用于全寿命区间后,基于改进DFR法提出了以损伤比为判断标准的载荷谱等损伤折算方法,通过小试验件验证了载荷谱简化方法的正确性,并将其应用于全机疲劳试验。载荷谱简化后各任务段的总循环次数大幅减少,采用简化谱的后机身试验损伤结果与原谱全机试验基本相同,说明了该方法适用于全机试验。在试验设计和实施阶段,提出了快速载荷处理的载荷整体平衡优化方法和缩短每循环加载时长的分段等速率加载优化方法,载荷处理结果误差均满足设计要求,优化后的平均每日起落数由48提高到90。

基于使用性能的浇注式沥青混凝土设计

针对钢桥面铺装浇注式沥青混凝土使用中容易出现的高温车辙、疲劳开裂问题,提出浇注式沥青混凝土"四阶段设计法"确保高温性能与疲劳性能的平衡;基于黏弹力学原理,提出动稳定度为浇注式沥青混凝土高温性能评价指标,通过大型加速加载试验进行验证其可靠性;基于断裂力学和能量法原理,提出冲击韧性为浇注式沥青混凝土疲劳性能评价指标,通过试验建立起冲击韧性和四点弯曲疲劳寿命的关系。研究结果表明:动稳定度可准确反映浇注式沥青混凝土高温抗变形能力;冲击韧性和疲劳性能之间有良好的线性相关性,采用冲击韧性能有效评价浇注式沥青混凝土疲劳性能。