基于线性疲劳累计损伤橡胶悬置疲劳寿命预测研究

橡胶元件疲劳寿命的有效预测是其设计开发过程中的重要环节。引入橡胶元件线性疲劳累计损伤原理,提出张量形式橡胶疲劳寿命公式,且根据橡胶材料的实际承载工况提出其失效标准。依据橡胶材料的承载变形可简化为单轴拉伸及简单切应变,设计用于承载拉伸载荷的哑铃型橡胶试柱和承载剪切载荷的环形橡胶试柱,并实测疲劳寿命数据,以最小二乘法原理拟合拉伸与剪切的疲劳寿命函数公式。以车用变速箱悬置与发动机后悬置为疲劳寿命预测研究对象,通过分析其承载位移载荷时的应变张量,利用张量形式的疲劳寿命预测公式预测两种悬置在两种典型工况下的疲劳寿命。结果发现,橡胶材料的拉伸疲劳寿命曲线与简单剪切疲劳寿命曲线的变化趋势一致、形状类似、拟合函数幂指数十分接近;张量形式的疲劳寿命预测公式可有效地预测橡胶悬置的疲劳寿命。

钢结构输电塔疲劳累计损伤分析方法研究

输电塔具有柔性大、质量轻、阻尼小的特点,属风敏感结构,在输电塔服役阶段,结构构件钢材或零部件的耐久性问题除部分是由环境效应累积引起,更多的是由结构构件风致疲劳破坏所致。本文以某220k V线路格构式输电塔为例,提出了输电塔体系风振疲劳和剩余寿命评估的时域分析方法。通过风振时程动力响应分析,针对结构中疲劳损伤的关键构件,采用雨流计数法对其进行循环计数统计,进而应用Miner线性累积损伤理论估计结构的剩余寿命。

基于高阶超声非线性系数的齿轮疲劳累计损伤检测与评估

齿轮的疲劳累计损伤是一种检测难度较大的损伤类型。采用非线性超声技术的高阶超声非线性系数对齿轮的疲劳累计损伤进行评估。以服役3年的齿轮为研究对象,对齿根32个和齿尖端16个检测点进行非线性超声实验。实验结果表明,14号齿和15号齿根部检测点的相对非线性系数最大,说明其疲劳损伤程度最严重。而对于同一个齿,齿根部的疲劳损伤要比齿尖严重。因此,根据检测点计算得的高阶相对非线性系数可用于齿轮疲劳累计损伤评估,为服役齿轮的疲劳损伤提供一种实用的检测方法。

金属材料疲劳累积损伤引起的强度衰减分析

用连续介质损伤力学的方法推导了非线性损伤发展方程 ,考虑了加载过程应力与损伤的完全耦合效应 ,计及了疲劳加载循环周内和循环周间损伤累计非线性效应的完全非线性疲劳累计损伤 。

疲劳裂纹扩展模型中表征裂纹闭合水平参数的确定

借助7075-T 6铝合金、6013铝合金以及0.45w t%碳钢的疲劳试验数据,结合上述材料的力学性能参数,通过非线性最小平方拟合方法,研究了表征裂纹闭合水平参数k对疲劳裂纹扩展率的影响。研究结果表明,对于宏观裂纹范围内的疲劳裂纹扩展,参数k只要大于某个值就对疲劳裂纹扩展率无影响;而对于小裂纹阶段的疲劳裂纹扩展,参数k对疲劳裂纹扩展率的影响较明显,因此参数k的大小主要取决于小裂纹扩展数据。依据0.45w t%碳钢疲劳试验数据,相应参数k的建议值为6 000m-1。

宽温域VL型密封结构应力分析及寿命预测

建立VL密封结构模型,在不同温度条件下,研究其应力状态分布。以Miner损伤机理为基础,疲劳累计损伤理论为指导,研究不同温度条件下,VL型密封结构中O型橡胶圈、L型圈的疲劳寿命变化规律和疲劳寿命状况。结果表明:随着温度增加,O型橡胶圈的Mises应力变化不大,疲劳寿命先增加后减小,当温度为25℃时,危险点处疲劳寿命最大,为7.341×10^(7)次,且疲劳寿命随着温度的增加,由局部变化转变为整体变化;L型圈的Mises应力由60.19 MPa逐渐减小到26.38 MPa,位置由底部开始,向内壁转移,最后到L型圈内部为止,最小疲劳寿命为2.21×10^(5)次。此外,在低温环境下,L型圈最小疲劳寿命较小,但平均疲劳寿命较大;在高温环境下,L型圈最小疲劳寿命较大,但平均疲劳寿命较小。

模数式伸缩装置中梁和支承梁疲劳寿命分析

伸缩装置是公路桥梁的重要附属构件,其长期承受车辆荷载作用,容易产生疲劳破坏。基于某城市桥梁实测交通量建立车辆荷载谱,采用数值分析方法并基于miner疲劳累计损伤理论估算模数式桥梁伸缩装置中梁“王”字钢梁以及支承梁的疲劳寿命,同时分析支承梁间距和中梁截面刚度对中梁疲劳寿命的影响,主要得出以下结论:(1)中梁截面为80×120 mm,支承梁间距为1.5 m时,中梁疲劳寿命为19.5年,支承梁的疲劳寿命为136.6年;(2)减小支承梁间距和增大中梁截面刚度均可显著提高中梁的疲劳寿命。

GQFGJX改进型模数式桥梁伸缩装置疲劳寿命分析

为了分析GQFGJX改进型模数式桥梁伸缩装置的抗疲劳性能,采用某城市桥梁实测车辆荷载谱,基于Miner疲劳累计损伤理论估算GQFGJX-160改进型伸缩装置中梁“王”字钢、中梁支承钢梁、边梁“E”型钢、边梁固定板、边梁连接杆及锚固区混凝土的疲劳寿命,并在此基础上对支承梁间距、边梁固定板间距和锚固区混凝土强度等级3个因素进行参数化分析。结果表明:1)中梁“王”字钢的疲劳寿命为30.3年,锚固区混凝土的疲劳寿命为7.4年;2)减小支承梁间距、减小固定板间距及增大锚固区混凝土强度等级可分别提高中梁钢、边梁固定板及锚固区混凝土的疲劳寿命,实际工程应用中可综合考虑3个影响因素的取值,以提高伸缩装置的使用寿命。

高速动车组受电弓结构随机振动疲劳分析

以高速受电弓为研究对象,将一种疲劳寿命分析方法运用到受电弓系统的随机振动疲劳分析评估中.首先利用HyperMesh建立受电弓的有限元模型,基于频域法采用IEC 61373 2010标准中规定的加速度谱密度作为激励,根据Steinberg提出的高斯分布和Miner疲劳损伤累计理论,评估随机振动载荷作用下高速受电弓的疲劳强度.分析结果表明,高速动车组受电弓结构满足在随机振动环境下疲劳强度的设计要求,为受电弓结构的随机振动疲劳寿命分析提供一种有效的计算方法.

疲劳强度减弱系数在压力容器设备疲劳评估方面的应用

按照设计规格书设计的压力容器设备,依据载荷波动的工况,按JB 4732—1995 相关条款的判断不能免除疲劳分析,要按照规范要求做疲劳累计损伤的判断。按规范要求都是取评估点的峰值应力幅值做疲劳分析,建议涉及结构不连续处的点的疲劳评估尽量使用疲劳强度减弱系数这一参数来评估疲劳。掌握这一方法,对正确评估分析点的疲劳损伤有很好的帮助。

基于美国ASME标准的岸桥疲劳寿命估算

提出了适用于桥机焊接结构的疲劳寿命估算方法———结构应力法,此方法不必进行接头类型的分类,更具有通用性,在雨流计数过程中采用了一种新的方法,可以不对数据进行整个时间历程的整理,大大提高了计算速度。本文总结了适用于桥机的多种疲劳寿命计算方法,分析比较了其优缺点,以Matlab为平台编制了疲劳监测预警软件,可方便用户直接应用于现场监测。

探讨海外项目中应力评判标准的使用

有限元应力计算结果的评判,直接影响设计方案的优劣,合理准确的评判,是使设计安全可靠且节约成本资源的有效途径。文章以国家"一带一路"合作项目——老挝某超高水头、大容量、高转速的混流式EPC总包机组的座环蜗壳审批为例,探讨了外方工程师所使用的不同的设计应力评判标准。

南海腐蚀环境下三体船结构典型节点疲劳特性研究

针对南海腐蚀海域中航行三体船的疲劳寿命进行了研究.基于腐蚀指数模型确立了三体船在南海环境中0 a、10 a、15 a及20 a时的腐蚀厚度,并基于谱分析方法进行疲劳累计损伤度计算和疲劳寿命分析.通过对不同腐蚀期限的计算结果分析表明,考虑腐蚀板厚折减的疲劳寿命计算方法可能使其疲劳寿命减少30%以上.

模糊数学法在机场道面使用性能评价中的应用

通行覆盖率和道面不平整度是影响机场道面使用性能的两个主要因素,通过建立相应的数学模型,进而通过模糊数学计算方法,对机场道面使用性能进行综合评价。本文选取国内中西部3座机场进行调研和收集数据后,应用模糊数学法对其进行使用性能评价,进过计算可知,计算结果与实际情况基本吻合,从而可以应用于广大机场使用性能评价。