基于雨流计数法的接触线疲劳寿命分析

电气化铁路向高速化方向发展,为保证结构的安全性,对接触网进行精确的疲劳分析至关重要。本文使用APDL语言编制命令流,对柔性悬挂接触网的接触线进行疲劳寿命估算,并给出具体步骤。采用改进的雨流计数法,对接触线各单元的疲劳应力谱进行统计处理,得到各单元的各级应力幅值、应力均值与相应的应力循环数;用Miner线性疲劳累积损伤理论得到接触线各单元的疲劳寿命值。针对一组参数,得到接触线各跨的安全运行次数与折算年限,分析接触线疲劳寿命的不利位置,研究不利位置的应力时程特征,为柔性悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。

齿轮随机疲劳载荷计数方法研究

给出齿轮随机疲劳载荷的计数方法(gear counting method,GCM)。与传统方法相比,这种方法能够充分描述齿轮齿根部位所承受的应力应变过程,反映齿轮的疲劳损伤机理,更准确地为疲劳计算提供载荷条件。给出具体的计算方法,编制计数程序,通过具体实例,比较GCM计数方法与传统雨流计数方法的不同。

基于雨流计数法的弹性链型柔性悬挂接触网疲劳寿命分析

采用APDL语言编制命令流,对弹性链型悬挂接触网的接触线进行疲劳寿命估算。文中给出了求解接触线寿命的步骤,采用改进的雨流计数法处理接触线的疲劳应力谱,得到各单元的各级应力幅值、应力均值与相应的应力循环数,用Miner线性疲劳累积损伤理论得到接触线各单元的疲劳寿命值。在相同参数的条件下,分析了影响接触线寿命的因素,包括跨距、接触线和承力索预张力、截面面积、列车行驶速度、抬升力、干摩擦等,比较简单链型和弹性链型悬挂接触网对接触线寿命的影响,对比各种参数找出影响接触线疲劳寿命的几个关键因素,为弹性链型悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。

基于简化载荷谱法与雨流计数法的接触网疲劳寿命对比分析

给出简化载荷谱法和雨流计数统计载荷谱法2种估算柔性接触网疲劳寿命的方法,并比较二者所得疲劳寿命的差别。简化载荷谱法将接触线单元的应力时程简化为一个最大的应力循环,经Goodman直线修正后由S-N曲线直接得到接触线各单元的疲劳寿命;雨流计数统计载荷谱法对接触线单元的应力时程进行雨流计数,得到各单元的各级应力循环;经Goodman直线修正之后,使用S-N曲线得到各单元在各级应力幅下破坏的循环次数,然后基于Miner线性累积损伤理论得到接触线各单元的疲劳寿命。简化载荷谱法忽略最大应力循环之外的其他应力循环,所得疲劳寿命偏高。针对一组参数用2种算法得到接触线的最终寿命差别很小。可以近似使用简化载荷谱法分析接触线的疲劳寿命,2种算法寿命差别较大的接触线单元用雨流计数法分析疲劳寿命更为精确。

雨流计数法与概率分布拟合在疲劳寿命估算中的应用

采用雨流计数法对一桁架节点的疲劳应力谱进行统计处理,得到各应力幅与相应的应力循环数,并对该计数结果进行Weibull概率分布拟合.基于Miner线性疲劳累积损伤理论,使用雨流计数结果和概率分布拟合结果对桁架节点的疲劳寿命进行估算.结果表明,雨流计数法与概率分布拟合法的联用对结构的疲劳寿命估算较为真实可靠.

基于雨流计数法的锚泊线疲劳强度评估

深海FPSO一般由多根锚泊线组成的系泊系统进行定位,为保证结构的安全性,开展锚泊线疲劳强度评估分析显得至关重要。本文采用改进的雨流计数法结合T-N曲线和Miner线性疲劳累计损伤理论对某FPSO锚泊线进行疲劳性能分析。针对锚泊线的疲劳损伤,分析其疲劳损伤的不利位置,从而为FPSO系泊系统的维护提供重要依据。

基于雨流计数法的随机声疲劳寿命估算方法研究

针对飞机结构中的声疲劳破坏问题,以雨流计数法的基本原理和计数规则为基础,研究了雨流计数法在M atlab语言中的具体实现方法并得到载荷谱,结合材料性能S-N曲线在M iner线性累积损伤理论准则下估算结构疲劳寿命。并以某航空薄壁柱壳结构为例进行疲劳寿命估算,取得了良好的效果,从而为结构的声疲劳寿命估算提供了一种可行的方法。

基于雨流计数法的压缩机曲轴疲劳寿命分析

以4M12-2.5/250型往复压缩机的曲轴为研究对象,研究其疲劳失效的过程,估算其疲劳寿命。对曲轴进行多柔体动力学仿真后得到了曲轴的动态载荷和其危险节点的应力-时间历程。采用雨流计数法对节点的应力-时间历程进行统计处理,将其处理成一系列的全循环或半循环载荷,编制程序载荷谱,结合疲劳累积损伤模型和材料的S-N曲线,计算其危险节点的疲劳寿命,为曲轴的结构设计与优化提供一定的理论依据,对提高曲轴的可靠性有一定的意义。

不同计数法对计算疲劳寿命的影响

采用计算机模拟载荷序列分析了计数法对载荷的不同反应．研究了不同计数法在构件疲劳寿命预测中引起的误差大小和原因．指出了计数法的适应原则．对正确选择计数法和提高预测精度有重要参考价值．

雨流计数法及在车辆疲劳损伤分析中的应用综述

为了更准确地对车辆疲劳损伤中的随机载荷进行统计分析,雨流计数法成为研究的热点方法。首先,介绍了雨流计数法的理论基础以及程序实现流程,然后针对该方法在诸多国内外期刊中发表的论文进行综述分析,主要包括两个方面:基础理论的深入探讨和在车辆零部件疲劳损伤中的应用。在以后的车辆零部件疲劳损伤研究中,该方法将继续被研究和应用,为更多地研究者方便地使用。

基于雨流计数法的高低频复合疲劳试验研究

船体固有频率与遭遇波浪频率及其倍频接近时,波浪载荷极易引起船体结构产生持续的波激振动现象,对大型船舶结构疲劳损伤的影响达到40%以上。因此,有必要针对波激振动引起的非线性垂向弯矩载荷特点,开展高低频复合工况下典型切口试件疲劳试验及累计损伤分析研究。基于非线性随机载荷的分析方法,采用闭合雨流计数法提取叠加应力历程中的多级循环载荷,并结合平均应力修正方法和疲劳极限以下SN曲线局部修正法,对叠加应力历程中小载荷的损伤效应展开研究。分析结果表明,高低频载荷叠加产生的附加损伤效应对疲劳寿命的影响显著,在恒定应力比下随平均应力的变化近似成二次函数关系。考虑到高频小载荷的叠加应力历程疲劳寿命明显降低,可以通过修正累计损伤临界值或引入应力放大因子,近似地利用线性累积损伤理论预测实际叠加应力历程的寿命范围。

两种用于小支管振动疲劳评估计数法的差异性

对小支管进行振动疲劳寿命评估,有助于核电工程师合理制定减振改造计划,节省资源。基于最大最小循环计数法和三维雨流计数法分别对实验案例(正弦振动)和工程案例(随机振动)小支管进行振动疲劳循环统计与寿命评估。发现两种方法得到的最大交变应力幅基本相等,疲劳寿命评估值与实际寿命相比均具有较大保守裕度。对于正弦振动,两种方法疲劳寿命评估结果相当;而对于随机振动,三维雨流计数法的统计原理更符合材料实际疲劳机理,寿命评估结果更接近实际值,更适于工程应用。

基于频率雨流计数法的发动机振动疲劳载荷谱编制

传统雨流计数法适用于常规疲劳载荷计算,不能保留振动疲劳的频率信息,但是频率对于振动疲劳十分重要,因此在传统雨流计数法的基础上提出一种频率雨流计数法。以某型号发动机试车振动加速信号为例,采用振动疲劳载荷谱的编制方法,编制振动信号功率谱、载荷-频次载荷谱、振动疲劳载荷谱,对频率雨流计数法进行验证。结果表明:采用本文方法编制的载荷谱能够反映发动机实际工作载荷,满足实验室疲劳试验载荷谱要求。

基于雨流计数法及Corten Dolan准则的轴承疲劳寿命预测

船舶轴承是船舶推进系统中的重要支撑部件,其破坏形式主要是材料疲劳磨损引发的故障失效。针对轴承结构疲劳损伤问题,通过Matlab软件实现雨流计数法原理的计算机语言编写,研究四点雨流计数法在船舶轴承危险节点动态应力分析中的应用,并提取出对应的循环应力载荷谱。考虑平均应力的影响,运用Gerber曲线对统计得到的循环载荷进行等寿命转化。在此基础上,利用轴承材料S-N曲线,结合Corten Dolan准则进行疲劳寿命预测计算,得出船舶轴承在相应外部循环载荷作用下的最终寿命,为轴承的设计和优化提供理论参考。

基于雨流计数法的巷修装置工作机构疲劳寿命预测

为了验证某型巷修装置的工作机构在高频冲击条件下的可靠性,对典型工况下该巷修装置的工作状态进行了分析。得出该工作机构主要工作在破碎锤距离机身最远且钎杆垂直于地面的工况下,并在该工况下通过压力测试仪器获得了各油缸的实时工作压力。通过虚拟样机技术在动力学软件中建立了巷修装置的刚柔耦合模型,利用实际测得的油缸压力转换为油缸力,然后对模型进行了加载与求解,获得了基于实测载荷条件下的大臂和斗杆最大应力节点的应力时程曲线。采用雨流计数法对大臂和斗杆受到的应力载荷谱进行统计分析,然后对幅值作威布尔分布拟合,对均值作正态分布拟合,并研究了幅值和均值的分布规律,发现载荷的幅值和均值彼此相互独立。为得到整个寿命周期内装置工作载荷特征,使其更加贴合工程实际,依据工况作业时间的比例,将采集样本的载荷数据累积频次扩展到1×106次,得到幅值和均值二维载荷谱。并且依据疲劳累积损伤理论,把二维载荷谱转化为8级一维载荷谱,作为疲劳分析的载荷基础。在疲劳分析软件中根据疲劳线性累积损伤理论,利用一维载荷谱,对大臂和斗杆进行了疲劳寿命预测,计算结果均满足10 a以上的设计要求,且基本满足设计的等寿命原则,结合该装置在多个煤矿井下的使用经验,初步验证了预测结果的正确性,为同类机构的疲劳寿命预测与可靠性分析优化提供了新的方法。

两种循环计数法及最大最小计数法在石化设备疲劳校核中的应用

石化装置的设备有时会出现温度与压力均随时间变化的操作工况,需要进行疲劳校核,针对这种复杂工况的循环计数,ASMEⅧ-2附录5-B中提出了雨流法和最大最小计数法两种方法。两种方法各有特点,应用范围不同。首先介绍了两种方法的理论背景,然后采用最大最小计数法,对承受温度和压力随时间非比例变化的结构进行循环计数,最后提出此类结构应力分析时需要注意的问题,为工程人员处理相关案例提供参考。

基于雨流计数法的转向架结构疲劳寿命评估

为验证轨道交通车辆转向架构架服役条件下的安全性,对转向架构架各工况下的工作状态进行仿真分析,得到转向架构架的薄弱点位,并以此为依据对转向架构架布置应力传感器测量构架各点位的实际疲劳应力。依据雨流计数法对转向架构架各测点的实测数据进行处理,得到转向架构架各测点的16级载荷应力谱,利用该载荷应力谱根据线性累积损伤理论对转向架构架的疲劳寿命进行寿命评估,可为同类车辆结构的疲劳寿命评估、设计优化和使用维护提供参考。

基于雨流计数法的船体结构疲劳损伤评估方法研究

针对船舶在运营期间船体结构易受到疲劳等损伤,介绍一种改进型三峰谷值雨流计数法,在此基础上对船体结构疲劳损伤评估方法进行探讨,以期为船舶船体结构应力监测系统的构建提供理论支撑,进而为船舶提供早期危险报警和损伤评估,保证船体结构的安全性。通过算例分析验证了该雨流计数法的准确性以及高效性。

改进三峰谷雨流计数法在爆破震动损伤评价中的应用

构筑物在爆破地震载荷作用下发生破坏是一个非常复杂的损伤累积过程。在进行爆破地震效应研究时,不仅要考虑几何距离、爆破条件以及地质条件对爆破振动强度的影响,也要关注结构本身的劣化过程。据此提出应用疲劳理论进行爆破地震效应分析的思路。首先,阐述了爆破震动应力谱测量的基本方法。其次,针对于三峰谷雨流计数模型的不足,提出了改进方案。改进后的计数模型融等值点压缩、峰谷值检测以及循环计数为一体,简化了计数过程,运用改进的计数模型分析了震动应力谱,得出了各种循环的频数分布规律。统计结果表明,单次爆破中绝大部分为小幅疲劳循环,而且拉压循环所占的比例比较大。

雨流法实时计数模型

介绍了一种新的雨流法实时计数模型．它的优点是计数简单，计数时不需要得到完整的载荷时间历程，也不需要对载荷时间历程作任何调整和修正，直接对载荷时间历程进行计数，克服了以往计数模型的局限性．该项研究已用于航空发动机，歼击机，主战坦克等载荷谱数据处理之中．