光伏发电板支架焊接结构疲劳寿命估计研究

光伏发电板支架焊接强度不足会导致支架焊接疲劳寿命短,焊接结构失效概率上升,为此,文中提出光伏发电板支架焊接结构疲劳寿命估计方法。考虑光伏发电板焊接厚度和局部过渡等因素,构建光伏发电板支架焊接结构模型。根据该模型确定焊趾为支架应力集中区,以支架焊趾为主获取光伏发电板支架焊趾疲劳应力分布,从中明确当前状态下发电板焊接结构疲劳应力状态,结合概率神经网络建立疲劳寿命估计模型,得到光伏发电板支架焊接结构疲劳寿命估计结果。试验结果表明:该方法能够确定精准的疲劳应力分布及疲劳寿命,该方法的疲劳寿命估计精度高。

抗冰导管架平台冰激疲劳寿命估计

基于安全寿命设计理论,论述了抗冰平台冰激疲劳寿命估计的方法,给出了谱分析和时间域分析方法的内容和流程,其中疲劳冰荷载和冰疲劳环境模型是冰激疲劳估计的两个关键问题。基于渤海冰情和冰荷载连续多年现场观测数据,初步建立了渤海JZ20-2海域海冰疲劳环境模型和锥体结构冰力谱,并利用谱分析方法,对新建的JZ20-2NW平台进行了详细冰激疲劳估计。此方法对抗冰平台的安全评估与动力分析具有一定的借鉴意义。

结构疲劳寿命估计的集合理论模型

对于材料性质和载荷具有不确定性结构进行疲劳寿命估计时,结构疲劳寿命往往是这些不确定性变量的函数.以凸分析和区间数学为理论基础,将这些不确定变量用椭球和区间定量化,基于Taylor级数展开,提出了近似估计结构疲劳寿命的非概率集合理论模型—凸模型方法和区间分析方法.它们克服了概率方法需要预先知道不确定变量的概率分布密度或大量统计数据的局限性,并且计算量小.通过数值算例,将凸模型方法、区间分析方法与概率方法进行了比较研究,数值计算结果表明了这两种非概率方法对线性及非线性形式的结构寿命估计均能提供令人相当满意的精度.

汽车设计中的疲劳寿命估计方法及其最新发展

介绍了疲劳寿命估计方法在汽车设计中的应用，包括传统试验方法、有限元法和动态应变场的模态分析方法。

一种新的非高斯随机振动疲劳寿命估计方法

构造了非高斯修正系数的多项式响应面模型,提出了一种基于高斯近似的非高斯随机振动疲劳寿命估计方法。采用Winterstein传递函数法将非高斯随机应力转化成高斯随机应力,并联合雨流计数和Miner损伤准则分别估算两种随机应力下的累计损伤和谱矩,对多个样本进行最小二乘拟合之后构建一个关于应力谱矩和非高斯修正系数的多项式响应面模型。利用高斯近似法估算非高斯随机振动疲劳损伤量,并与经过雨流计数和Miner损伤准则估算的非高斯随机过程下疲劳损伤对比,结果表明:高斯近似法具有较好的精度。

结构疲劳寿命估计的概率和非概率混合模型研究

针对结构同时含有概率参变量和非概率参变量的情况,结合疲劳寿命估计的概率模型和区间模型,把随机参量作为实现值,通过两次寿命分析拟合出寿命下限的概率分布函数,进而得到混合变量时给定置信度下的疲劳寿命下限估计值。通过与区间估计模型比较,混合模型更为精确、可行。

基于代理模型的风力机轴承疲劳寿命高效估计

双列调心滚子轴承广泛用于不同功率风力机主轴轴承,其结构复杂,工况繁多,以至其疲劳损伤具有极大的离散性,难以实现其使用寿命的快速准确估计。本文提出了一种针对双列滚子轴承疲劳数物融合的快速预估方法。首先结合拉格朗日方程和赫兹接触理论建立了轴承动力学机理仿真模型,然后使用序列加点方法和Kriging插值模型实现了应力的快速仿真,最后结合S-N曲线和累积损伤寿命理论获得轴承的疲劳损伤程度。通过某实际风场的主轴承算例,证明了本文所提方法的精度和计算效率。

结构疲劳寿命的区间估计

对材料性质和载荷具有不确定性的结构进行了疲劳寿命估计.结构的疲劳寿命往往是这些不确定性因素的函数.以区间数学为基础,将这些不确定性因素用区间进行定量化,借助一阶Taylor级数,提出了近似估计结构疲劳寿命的区间分析方法.区间分析方法克服了概率分析方法需要预先知道大量统计数据的缺点,且计算量小.通过典型数值算例将区间分析方法和概率分析方法进行了比较,结果表明了区间分析方法对线性和非线性形式的结构寿命估计在小不确定度情况下均能提供足够的精度.

基于摄动法的结构疲劳寿命估计方法

对不确定性的结构进行疲劳寿命分析时,要获得不确定参数的分布概率是很困难的。本文使用区间数学理论方法,用区间参数表示不确定性参数。本文引入高阶摄动理论,提出采用区间高价摄动方法近似计算结构的疲劳寿命,并在区间运算过程中运用区间扩张方法讲确定性模型转化为区间的不确定性模型。结构疲劳的概率分析则要先进行结构的大量统计数据的支持,而且实际概率计算方法则比较成熟,容易计算。本文最后使用一个结构寿命估计的工程数值算例,在小变异情况下能得到较好的精度。实验证明非线性区间摄动法相对于一阶,可以适应较大的不确定参数变化的情况。

基于泛灰数的结构疲劳寿命区间估计方法

针对利用区间算法求解含有不确定性参数结构的疲劳寿命值精度低问题,提出一种泛灰求解方法。泛灰数运算不仅可以有效处理结构不确定参数,且能解决区间运算扩张问题。首先将不确定性设计变量用区间数来表征,不考虑变量的具体分布情况;其次利用泛灰数特性,将区间变量转化为泛灰数,利用等效泛灰数计算结构疲劳寿命上下界;最后通过两个数值算例,求得的结构疲劳寿命范围比传统区间算法得到的范围更小,且与改进的截断法的结果相近,同时还利用Monte Carlo方法验证了方法的有效性。泛灰方法利用较少的信息量得到较精确的疲劳寿命估计结果,一定程度上解决了工程实际结构参数疲劳寿命估计过于保守问题,节约了设计成本。

运载火箭增压管路疲劳寿命研究

增压管路是液体运载火箭的重要大口径管路之一,工作过程承受高温、内压、边界位移、随机振动等复杂载荷作用。增压管路在复杂工况下的疲劳寿命分析是管路设计的重要环节。管路的空间走向、元件位置、结构尺寸等都是影响其疲劳寿命的重要因素。针对某增压管路,通过有限元仿真的方法研究了元件位置、管路走向、结构尺寸等因素对疲劳寿命的影响,总结了几种因素对增压管路疲劳寿命的影响规律。对增压管路进行了耐疲劳优化设计,通过地面试验验证了管路的可靠性,为复杂工况管路耐疲劳设计提供了指导。

导管架平台管节点的疲劳分析与寿命估计

本文简单介绍了用于导管架平台管节点疲劳分析的两种方法:确定性分析方法和谱分析方法,二者均是基于线性累积损伤理论来估算管节点的疲劳寿命.作为算例,本文采用确定性分析方法对BZ28-1单点导管架进行了详细疲劳分析,其中波浪力和高频系泊力合在一个工况中,而低频系泊力则作为独立的疲劳载荷工况,分别计算二者的损伤并按照线性累积损伤理论进行叠加,最终算得其疲劳寿命.计算中疲劳S-N曲线采用API-X'曲线,波浪理论则采用艾利微幅波理论.选用适当的疲劳寿命安全系数,对关键节点的寿命进行了评估,并对其继续使用提出了建议.

轿车后减振器上支座优化结构的疲劳寿命

为缩短某车后悬挂总成的更换维修时间,基于将其后悬挂变成总成模块的想法,对该车后悬挂系统进行结构优化.以改进后的后减振器上支座为研究对象,对该零件的结构强度进行有限元分析,确定零件上应力最大的危险点.通过建立实车试验系统,对该零件的危险点在试车场强化道路上的应变进行了测量,然后经过试验室台架力-应变标定的方法反求出该零件在强化道路上实际所受到的外荷载.同时利用单级加载的方法求得该零件的韦勒曲线,结合强化道路上的外荷载谱,利用疲劳线性累积损伤理论(又称Miner法则)计算出该零件在标准规定的15000km强化道路上的损伤值,计算结果表明改进结构的零件疲劳寿命偏安全.另外,利用道路模拟试验对该零件的疲劳寿命进行了试验验证,结果证明该零件能安全通过强化道路15000km而不发生疲劳失效.

试验数据服从Weibull分布时可靠性试验最少试件数的确定

试验试件数的确定是产品疲劳寿命试验过程中的一个重要问题,为节省时间和费用,要求在满足一定精度前提下使得试件数最少。研究在试验数据服从双参数Weibull分布的情况下,如何确定可靠性试验中最少试件数(最小子样容量)的问题。提出以估计量的相对偏差作为精度指标,并推导出确定最少试件数的公式。通过实例计算,给出在一定精度指标和置信水平下,估计特征寿命和安全寿命时所需的最少试件数。

S—N曲线和P—S—N曲线小子样测试方法

采用异方差回归分析理论,建立一种S—N曲线和P—S—N曲线小子样测试方法,可以对金属材料中寿命区的S—N曲线和P—S—N曲线进行散点测试。该方法能将一条S—N曲线上的所有试验数据作为一个整体进行统计分析,实现多母体联合推断,信息量远远大于成组试验法,既可节省大量试件,又能提高测试精度。此外,该方法对成组试验数据的分析精度也比成组试验法高,可以对过去积累的S—N曲线试验数据进行处理,在不补充试验的情况下,即可得到P—S—N曲线。大量Monte Carlo模拟验证和工程应用表明,在精度相同的情况下,该方法可以比成组试验法节省60%以上的试件。