基于累计损伤理论的汽车差速器壳体疲劳寿命仿真分析

文章介绍了一种基于累计损伤理论的汽车差速器壳体疲劳寿命仿真分析方法。首先通过MASTA建立整车传动系统的分析模型,以台架试验的加载扭矩作为输入载荷,获取差速器壳体的瞬态工况受力情况。之后在差速器壳体的有限元模型上进行静力学分析,获取旋转一周时的应力历程。最后在FEMFAT中进行瞬态疲劳寿命分析,获取了差速器壳体的累计损伤和疲劳寿命。通过差速器疲劳寿命台架试验,验证了该仿真方法的准确性和可靠性,可应用在差速器壳体的设计开发中。

考虑Miner线性累计损伤的卷绕头疲劳寿命预测

纺织机卷绕头长期振动会产生零件损伤,这种振动损伤会形成线性积累,当前方法对卷绕头的疲劳损伤以固定阈值为主,未考虑损伤积累问题,所以难以准确预测卷绕头的疲劳寿命。因此提出基于Miner线性累计损伤的纺织机卷绕头疲劳寿命预测方法。分析纺织卷绕头的主要结构,并从轴段单元、刚性盘、机匣、支承部件四方面出发,构建卷绕头整体的动力学方程。构建振动方程明确卷绕头的振动受力,结合Miner线性累计损伤理论,构建高速卷绕头的疲劳寿命预测函数,完成纺织机卷绕头疲劳寿命的预测。实验结果表明:这种估计方法的疲劳强度损失值与实际值更为接近,振动位移分析结果更加精准,且疲劳寿命预测误差降低,平均误差仅为1.475%。

基于累计损伤方法的模块连接点结构疲劳评估

为保障浮式储存再气化装置(Floating Storage and Re-gasification Unit,FSRU)的安全,基于有限元分析方法,对FSRU加装的动力模块与船体支撑构件连接处的节点进行疲劳热点筛选,并使用Palmgren-Miner方法对疲劳热点进行疲劳累计损伤计算。结果表明:连接节点的疲劳寿命满足要求。研究成果可为FSRU结构疲劳评估提供一定参考。

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。

大帽山小净距隧道群中夹岩累计损伤效应研究

小净距隧道的爆破施工不可避免地造成围岩累计损伤,岩体力学性能劣化。结合大帽山小净距隧道群的监控量测实践,基于动力损伤变量和围岩内部位移,研究小净距隧道群中夹岩的累计损伤效应。声波波速和围岩内部位移的监测结果表明,新建大帽山隧道的爆破施工已经导致中夹岩产生一定程度的损伤、破坏和滑移,但围岩位移并没有持续变化失稳,岩体仍具有一定的强度;通过对新建隧道和原有隧道损伤范围的比较发现,双侧壁导坑法施工造成围岩的累计损伤范围比全断面法施工大近3倍,并且循环爆破施工造成围岩的累计损伤更显著,所以围岩累计损伤效应是小净距隧道施工过程中必须高度重视的;上断面爆破施工一般使岩体内的裂纹被激活,声波波速显著下降,下断面爆破致中夹岩墙产生类墙体的振动,使岩体变松散滑动,围岩内部位移显著增大;并且围岩的滑动都是爆破时发生的,爆破停止滑动也就停止;在判断围岩的累计损伤程度和范围时,应充分考虑声波波速变化率和位移量,仅通过声波波速变化率可能做出误判;与爆源越近,围岩的损伤度和位移量越大,越远越小,且累计损伤效应呈现明显的非线性特征。

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。

考虑累计损伤的钢框架杆系层间模型

在强烈地震作用下，考虑结构由于进入非线性状态而引起的损伤，结构的刚度和强度等力学性能将随着损伤的累积而降低。在现有的利用层间剪切模型考虑累积损伤的基础上，对杆系模型通过静力凝聚将其转换为层间模型，计算其各层的损伤指数，并根据各层的损伤指数折减结构的刚度和强度，进而评估其抗震性能。

在用聚乙烯燃气管道累计损伤评估研究

开展在用聚乙烯(PE)燃气管道累计损伤统计策略的研究,可为提高燃气管道安全管理水平提供依据和指引。

考虑累计损伤的钢框架杆系层间模型

在强烈地震作用下,考虑结构由于进入非线性状态而引起的损伤,结构刚度和强度等力学性能将随着损伤的累积而降低。在现有的利用层间剪切模型考虑累积损伤的基础上,对杆系模型通过静力凝聚将其转换为层间模型,计算其各层的损伤指数,并根据各层的损伤指数折减结构的刚度和强度,进而评估其抗震性能。

基于累计损伤的刚性道面结构性能评价方法

针对民用机场道面结构性能评价技术进行研究,探讨了道面结构累计损伤分析原理。按轮迹服从正态分布采用通行覆盖率计算覆盖作用次数,用累积疲劳损伤替代了"设计飞机"在交通量换算中的作用,直接计算各型飞机对道面结构总的累积疲劳损伤用于结构性能评价,提出基于累计损坏原理的道面结构性能评价技术流程。实例分析表明:该方法计算结果更合理,适应大型飞机复杂起落架荷载作用下的水泥混凝土道面结构评价。

CuW合金的细观累计损伤及裂纹演变模拟分析（英文）

考虑到细观(Meso-scale)累计损伤与微观结构的相互关系,对Cu W合金的二维代表体单元施加循环载荷,应用Darveaux模型分析了Cu W合金的累计损伤以及所引起的裂纹演变。分析结果表明:塑性滑移带首先形成于Cu W合金的铜相区,随着循环次数的增加,细观损伤及裂纹萌生于钨颗粒的棱角处并沿着其边缘扩展,微裂纹的扩展路径主要受钨颗粒的分布状况影响,而烧结颈在一定程度上迟滞了微裂纹的扩展速度。

基于强度的火灾后混凝土梁累计损伤深度及剩余承载力研究

基于材料强度在高温下的蜕变规律,分析了普通钢筋混凝土桥梁在遭受火灾后,混凝土累计损伤深度和抗弯剩余承载力随火灾时间的变化历程。提出了基于强度的火灾后普通钢筋混凝土桥梁剩余抗弯承载力的简化计算公式,并通过算例证明了该方法的可行性,能够为火灾后迅速评估普通钢筋混凝土桥梁抗弯承载能力提供借鉴。

温度应力对机场道面板疲劳损伤的影响

目前,中国机场水泥混凝土道面设计中并未单独计算温度应力。参考传热学研究成果在道路工程和场道工程中的应用,采用华北地区某机场实例及其气象数据,建立有限元模型模拟道面结构温度场,并计算分析该机场道面板温度场和温度应力情况。结果表明,温度荷载造成的板底应力曲线与气温、辐射曲线之间存在较大的相位差,板底最大拉应力出现在19—20时。将随时间变化的温度应力与随横向位置变化的飞机轮载应力叠加,并将轮载作用次数按横向、月度、时刻分布,计算机场道面板的累计损伤和剩余寿命。结果表明,采用该方法预测的机场跑道剩余寿命与钻芯取样检测、FAARFIELD软件预测结果,以及跑道实际继续运营时长较为接近。可通过所提方法计算厚度较大的机场道面板的温度应力,对既有机场水泥混凝土道面结构的剩余寿命进行预测评估,并为大尺寸机场水泥混凝土道面板的研究和设计提供参考。

基于累计损伤理论的车钩缓冲装置疲劳寿命分析

建立了车钩缓冲装置有限元模型,并进行拉压载荷工况的静力学分析,通过试验验证建立模型的准确性。使用Palmgren-Miner累计疲劳损伤准则对车钩缓冲装置进行寿命周期内的疲劳分析,分析结果表明,车钩缓冲装置能够满足服役期间的使用要求,不会发生疲劳破坏。

三轴循环荷载作用下混凝土的力学性能及损伤特征研究

开展了不同循环加卸载(荷载分别为单轴抗压强度20%、30%、40%、50%、60%、70%和80%)作用下的三轴试验,研究了不同循环荷载作用对灌注桩混凝土力学性能的影响,并分析了混凝土的损伤特征。结果表明:在各级循环加卸载作用下,混凝土的应力-应变曲线出现内凹和右移推进现象;弹性模量随循环次数的增加先增加后减小;在各级循环内,泊松比呈“减小-稳定-增大”的变化规律,第90次循环后超过名义泊松比,混凝土损伤逐渐积累加深,轴向和横向不可逆应变均随循环次数的增加而增加;屈服阶段前混凝土的累计损伤小,屈服阶段后混凝土的横向累计损伤参数比轴向大。

小净距隧道爆破开挖中夹岩累积损伤计算方法及其应用

为了获得小净距隧道中夹岩爆破累积损伤规律,建立了爆破荷载作用下中夹岩累积损伤新计算方法,并应用该方法对大坪山隧道中夹岩爆破施工过程中的累积损伤进行预测,同时进行了现场测试验证。结果表明,新计算方法不仅能反映爆破力学作用过程,而且计算参数也易于获取;预测结果与实测平均误差在12%左右,可以用来预测岩石的累积损伤;大坪山隧道中夹岩累积损伤规律为二次爆破后6个测孔波速平均降低率为4.3%;各测孔最大累积损伤增量为6.1%。其结果可为小净距隧道中夹岩稳定性研究提供依据。

连续宽箱组合梁桥混凝土桥面板的疲劳损伤度

以杭州九堡大桥北引桥工程为背景,在已知疲劳设计车辆荷载模型的基础上,利用有限元法计算了车辆荷载下组合梁桥桥面板局部钢筋的应力历程.根据预测交通量,采用雨流法,换算得到了桥面板钢筋的应力谱,并用累计损伤准则得到了钢筋的疲劳损伤.对各车道在车轮局部荷载作用下钢筋的等效应力幅进行了对比,找到了最不利的车道受力位置,并对重车比例对混凝土桥面板的疲劳损伤的影响进行了比较.分析结果表明:如果仅按照静力标准设计,连续宽箱组合梁桥桥面板在100年设计使用期内出现疲劳破坏的可能性很大,设计时应充分考虑疲劳的影响,慢车道位置的合理布置以及减少重车的比例对桥面板的疲劳性能有显著的提高.

金属矿山回采巷道围岩在多次爆破下的损伤规律研究

矿柱的安全回采及采空区的处理直接关系到矿山的可持续发展与人员的安全,以内蒙古兴业集团锡林浩特朝不楞矿区铁锌多金属矿山地质为依据,采用超声波测试技术,以岩体爆破损伤理论为基础,系统研究了多次爆破作用下井下分段回采巷道围岩损伤累计增长规律,并对围岩爆破累计损伤和残留矿体矿柱回采及采空区稳定性进行了研究。

齿轮接触疲劳累积损伤的概率模型

针对某型飞机前缘缝翼齿轮传动机构,在S-N曲线和线性累积损伤理论的基础上,推导出齿轮接触的可靠性疲劳寿命计算公式;为了从整体上把握基本随机变量对寿命分析中响应功能函数分布的影响程度,进行了各个变量全局灵敏度的计算,为齿轮的优化设计和可靠性设计提供了有效的理论指导。

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。