基于有限元和RBF神经网络的液压支架前连杆疲劳寿命预测

针对工程应用中液压支架前连杆疲劳寿命预测的需求,提出了一种基于RBF神经网络的疲劳寿命预测方法,选取5个关键设计参数为输入量,以前连杆疲劳寿命为目标函数建立了疲劳寿命预估模型。首先,运用有限元分析获得前连杆的疲劳寿命,再通过优化拉丁采样的方法获得训练样本点,并以此建立前连杆疲劳寿命的RBF神经网络预估模型,通过优化RBF神经网络的目标值和扩散值提高模型的预估精度。结果表明:优化后的前连杆疲劳寿命预估模型计算结果与测试样本点拟合精度较高,平均相对误差为6.72%,满足工程目标,适当增加训练样本点的数量有利于进一步提高疲劳寿命的预估精度。

有限元模拟和神经网络相结合的喷丸处理SAE9254钢疲劳寿命预测

采用ABAQUS有限元软件建立基于Python脚本的随机多弹丸喷丸模型,对不同弹丸直径、不同弹丸速度和不同喷丸覆盖率下喷丸处理后悬架弹簧用SAE9254钢的残余应力分布和表面粗糙度进行预测,并与试验结果进行对比;基于有限元模拟结果结合神经网络模型对试验钢的疲劳寿命进行预测,并进行试验验证。结果表明:模拟得到SAE9254钢的残余应力沿深度方向的变化曲线与试验结果吻合较好,最大残余压应力的相对误差约为14.77%,表面粗糙度的相对误差约为3.18%,建立的随机多弹丸喷丸模型能够准确地预测SAE9254钢喷丸后的残余应力分布及表面粗糙度。采用有限元模拟与神经网络相结合的方法得到的疲劳寿命预测值和试验值的平均相对误差为6.85%,该方法可以准确地预测SAE9254钢的疲劳寿命。

压路机车有限元分析及疲劳寿命预测

通过有限元分析方法对压路机车进行结构力学特性分析,并预测其疲劳寿命。研究构建压路机车架三维模型,并采用Hypermesh软件进行网格划分,确保网格质量以模拟实际工况下的结构响应。利用有限元分析工具对车架进行静力学分析,评估其在工作状态下的应力分布,并通过应力云图识别出最大应力位置。研究采用盲孔法测量焊缝残余应力,并与模拟结果进行比较,以验证仿真模型的准确性。基于材料S—N曲线和载荷谱,预测车架的疲劳寿命,并通过样机测试验证预测结果的可靠性。结果表明,车架设计满足工程要求,具有足够的静强度和疲劳寿命。

基于有限元分析的采煤机截割部行星架疲劳寿命预测

以MG300/730-WD型采煤机为例,在概述其截割部行星机构工作原理的基础上,应用ANSYS有限元软件构建其行星架仿真模型,在软件中导入应力结果文件及载荷谱后自动生成材料S-N曲线;在此基础上展开截割部行星架疲劳寿命预测。最后从调节侧壁厚度、连接板直径等方面对其结构刚度的增强思路展开分析,对行星架工作形变起到较好遏制。分析结果可为此型号采煤机截割部行星机构的良好运行提供借鉴参考。

基于有限元分析的连续油管寿命研究及预测模型

目前针对连续油管的寿命预测研究较少,但在实际的生产中连续油管的突然失效会造成极大安全隐患,急需解决方案。针对此问题,本文使用有限元仿真方法,针对三种规格的CT80连续油管在不同工况下进行有限元分析,得到了连续油管的受力、形变和疲劳寿命。用疲劳试验对有限元分析进行验证,证明了有限元分析的疲劳寿命的准确性。将连续油管的直径、壁厚、内压、弯曲半径参数转化为外壁应变和环向应力,通过数据拟合建立了关于外壁应变、环向应力和疲劳寿命之间的全经验公式,得到连续油管疲劳寿命预测模型。并用试验得出的结果与疲劳寿命预测模型进行比较,误差较小,可用于CT80连续油管的疲劳寿命预测,最后通过疲劳试验得到了连续油管在二级加载下的疲劳寿命模型,该模型可预测油管在第二级载荷下的剩余疲劳寿命。

轴对称构件疲劳寿命预测的损伤力学—附加载荷—有限元法

提出了一种实用有效的弹塑性损伤应力 -应变本构方程与损伤演化方程。针对中高周疲劳问题 ,发展了轴对称疲劳寿命预测的损伤力学 -附加载荷 -有限元法计算格式。通过引入塑性附加载荷 ,考虑了构件应力集中区域塑性变形对构件疲劳寿命的影响。预估了 3 0 Cr Mn Si Ni2 A材料含沟槽轴对称试件的疲劳裂纹形成寿命 ,并分析了疲劳裂纹的扩展情况。

应用多体有限元法预测车体结构疲劳寿命

利用多体动力学和有限元法结合的混合方法对机车车体结构疲劳寿命进行仿真研究。首先在SIMPACK中建立机车整车的多体系统动力学模型,根据不同的载荷工况计算其载荷时间历程;其次根据有限元准静态应力分析法,获得车体结构的准静态应力应变影响因子(stresses influence coefficient,SIC),再利用模态分析技术获得车体结构固有频率和模态振型,以及确定车体结构危险点位置。基于危险应力分布的动载荷历程,结合车体材料的S—N曲线以及Palmgren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法和WAFO(wave analysis for fatigue and oceanography)技术进行标准时域的车体结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤累积和寿命预测。实测结果和仿真结果相互对比表明,这种方法可以有效预测车体结构的疲劳寿命,其精度和动力学与有限元模型的精度有关。

基于HyperWorks的某轻型汽车前桥有限元分析及疲劳寿命预测

前桥是连接车身与车轮的重要部件,其强度是否可靠直接决定整车的安全性。应用CAE分析方法对某轻型汽车前桥进行有限元分析和疲劳寿命分析。将前桥的三维实体模型进行简化,导入Hypermesh中建立以CHEXA和CTETRA为基本单元的有限元模型,利用具有梁属性的bar单元模拟主销连接,并以RADIOSS为求解器进行前桥的强度和疲劳分析。结果表明,前桥在四种典型工况下最大应力均未超过材料屈服强度,其最低疲劳寿命为99.4万次,满足疲劳寿命的要求,验证了设计的合理性。

橡胶材料单轴拉伸疲劳寿命预测的有限元分析

应用Abaqus/CAE有限元分析软件模拟哑铃形橡胶试样在单轴拉伸载荷下的Mises应力和拉格朗日应变分布,提取节点处的数据作为原始数据,导入Matlab二次开发的橡胶疲劳寿命计算程序,得到材料各个节点的疲劳寿命,再利用Python语言将计算结果导回Abaqus/Visualization模块,得到橡胶材料疲劳寿命云图。分析结果与相关试验数据基本相符。

基于有限元分析的轿车后桥疲劳寿命预测

利用实测道路载荷时间历程 ,结合后轿有限元模型和材料属性 ,用LMSFALANCS软件来预测轿车后桥的疲劳寿命 。

基于Hypermesh的汽车驱动桥壳有限元分析与疲劳寿命预测

驱动桥壳是汽车中的重要部件,应具有足够的强度、刚度以及疲劳寿命。基于CAD/CAE一体化技术,首先利用CATIA软件建立了某轻型汽车驱动桥壳的三维实体模型,虚拟装配后,导入Hy-permesh中建立以3D实体单元为基本单元的有限元模型,并以MSC.Nastran为求解器,通过模拟相关行业标准规定的台架试验及典型工况,得出驱动桥壳强度与刚度满足要求;最后,通过建立驱动桥壳S-N曲线,将有限元结果导入MSC.Fatigue进行模拟台架疲劳试验,得到桥壳整体的疲劳寿命分布,结果表明驱动桥壳疲劳寿命满足要求,验证了设计的合理性。

基于有限元分析的铝合金车轮弯曲疲劳寿命的预测

研究I-DEAS软件下铝合金车轮弯曲疲劳试验力学分析模型的建立及其数值模拟,结合铝合金材料特性运用名义应力法预测车轮的弯曲疲劳寿命,并与试验数据进行分析比较,证明了预测寿命与试验寿命基本一致,也验证了预测方法的可行性和有效性。

下颌第一磨牙全瓷冠疲劳寿命预测的三维有限元分析

目的：对EmpressⅠ、EmpressⅡ、In—Ceram Alumina以及In—Ceram Zirconia 4种不同材料的下颌第一磨牙全瓷冠进行疲劳寿命预测。方法：模拟1、5、10年间，相当于最大咬合力的循环疲劳载荷，加载于全瓷冠模型。通过有限元疲劳分析软件MSC．Fatigue预测各种材料全瓷冠的失效概率。结果：基于本有限元疲劳分析，EmpressⅠ、EmpressⅡ、In—Ceram Alumina以及In—Ceram Zirconia这4种均可应用于后牙全瓷冠。其中采用EmpressⅠ制作的全瓷冠较其他3种材料具有较高的失效概率（3．15％～7．486％）。结论：有限元疲劳分析有助于全瓷修复材料临床应用前的耐疲劳强度的判断。

基于动态响应有限元模拟的点焊接头疲劳寿命预测

利用三维有限元模拟和动态响应试验对点焊接头疲劳裂纹萌生和扩展特性进行了研究。利用所模拟的裂纹长度和固有频率的关系,定义了点焊疲劳裂纹扩展的三个阶段。根据所定义的裂纹萌生阶段的定义,利用局部应力应变法预测了点焊接头的疲劳裂纹萌生寿命。结果表明,所预测的疲劳萌生寿命与试验结果相吻合。

粉末合金(FGH95)蠕变/疲劳交互作用下寿命预测的损伤力学有限元分析

采用基于损伤力学的蠕变—疲劳交互作用下的寿命预测模型,应用损伤等效应力进行三维应力状态下的损伤计算,并考虑了压缩时闭合效应,利用ANSYS的二次开发工具APDL和UPFs开发程序,把基于损伤力学的寿命预测方法与ANSYS的结构分析结合起来,实现了对构件的损伤计算和寿命预测。针对粉末合金材料易含夹杂等初始缺陷的特点,提出了在寿命计算中通过单元初始损伤模拟初始缺陷对寿命影响的处理方法,探讨了考虑初始缺陷条件下的寿命预测,并利用试验对计算结果进行了对比验证。

交错结构免充气安全轮胎的静态接地性能和疲劳寿命的有限元分析与预测

提出一种交错结构免充气安全轮胎,借助有限元分析软件Abaqus对其静态接地性能进行分析,并采用德莫西亚疲劳试验获得轮胎支撑体聚氨酯材料的应力(S)-疲劳寿命(N)曲线,将其输入疲劳分析软件FE-SAFE预测轮胎的疲劳寿命。结果表明,交错结构免充气轮胎的静刚度曲线与同规格充气子午线轮胎基本吻合,接地面积和平均接地压力接近,说明其达到了同规格充气子午线轮胎的使用性能,且疲劳寿命相近。

多轴加载下缺口件弹塑性有限元分析及疲劳寿命预测

利用有限元分析软件ANSYS,得到了承受拉扭循环载荷的缺口试件缺口的处精确应变数值,给出了引起疲劳破坏的危险点。在临界平面法的基础上,考虑到法向正应变对疲劳寿命的影响,建立了一个新的多轴疲劳寿命预测模型,该模型可以较好地预测缺口试件的疲劳寿命。

基于随机有限元的车辆扭力轴疲劳寿命预测

采用随机有限元法预测车辆扭力轴的寿命,对车辆训练中扭力轴的工作环境进行分析,建立扭力轴的随机有限元模型,运用Matlab对扭力轴所受的载荷谱进行编制,将确定型有限元分析软件ANSYS与随机有限元相结合,得出扭力轴的应力分布函数,利用S-N曲线计算扭力轴的疲劳寿命,提出新的更换周期。

多轴载荷下弹塑性有限元分析及疲劳寿命预测

在550℃温度下,针对Mod.9Cr-1Mo铁素体钢进行一系列多轴疲劳试验,定义主应变比用于考虑不同的比例程度对多轴疲劳寿命的影响。采用Ansys软件进行模拟计算,材料弹塑性特性采用von Mises屈服准则、多线性运动硬化律和单轴循环应力应变曲线描述。采用柱坐标系,通过固定试件一端,另一端加轴向和周向位移来实现拉扭应变控制。有限元模拟得到的应力应变曲线与试验结果对比分析表明,模拟得到的正应力值与试验值总体平均误差为5%。基于模拟得到的应力应变结果,采用Smith-Watson-Topper和Fatemi-Socie法进行疲劳寿命预测。

316L不锈钢循环特性的有限元分析及疲劳寿命预测

针对316L奥氏体不锈钢进行了低周疲劳试验,采用有限元方法针对材料的循环特性进行了模拟计算。试验结果表明,该材料在不同应变范围下均表现出了明显的循环附加硬化,且硬化程度随着应变范围的增加而更为明显。在Abaqus模拟计算中,使用非线性随动强化与各向同性强化的混合模型描述材料弹塑性行为。不同应变范围下,模拟得到的第二周次下的应力应变曲线与实验结果吻合较好,模拟得到的前20周的最大应力与实验结果的误差与应变范围有关,最大平均误差为3.20%。基于实验结果和模拟结果,采用能量方法进行疲劳寿命预测,预测结果均位于两倍分散带内。