基于WIM数据和断裂力学方法的钢桥疲劳强度评估

为了准确评估钢桥焊接结构的疲劳强度,基于断裂力学K判据对于高周疲劳的适用性分析,采用Pairs公式并结合有限元方法和G*积分理论,计算获得了钢桥典型构造细节的应力强度因子表达式。结果表明:钢桥棱角焊缝构造细节和T形接头对接焊缝构造细节的应力强度因子均与结构裂纹尺寸密切相关,其表示式可以由裂纹尺寸、工作应力及结构尺寸等参数联合表达。以构造细节的应力强度因子为基础,计算得到了典型构造细节的等效200万次疲劳强度,并与各国规范及疲劳试验结果进行了对比分析。结果表明:采用断裂力学方法获得的疲劳强度结果与规范值及试验值均吻合良好,对应棱角焊缝构造细节的计算偏差基本在10%以内;对应T形接头对接焊缝细节的计算偏差在20%以内,且T形接头构造细节的疲劳强度远低于棱角焊缝构造细节的疲劳强度,设计和施工中需引起重视。基于坝陵河大桥动态称重系统实测数据,计算获得了钢桁梁节点构造的等效应力幅,并采用上述断裂力学方法评估了该节点构造的疲劳强度和寿命。通过坝陵河大桥节点疲劳模型试验,进一步验证了该方法在钢桥疲劳强度评估上的适用性,研究成果可为钢结构桥梁的强度评估提供借鉴和参考。     

板焊前轴疲劳强度寿命分析

文章采用汽车结构疲劳与可靠性设计的理论和方法,并使用焊缝疲劳强度分析方法,运用疲劳分析软件FE-SAFE对板焊前轴进行等幅载荷作用下的综合仿真疲劳寿命分析,并与试验数据进行对比分析,得出该仿真分析能很好的预测断裂位置,仿真分析与试验数据接近,从而验证了该仿真寿命分析的准确性,为板焊前轴设计提供依据。     

车身台架疲劳强度试验方案研究

综合运用多体动力学、有限元结构强度和疲劳寿命预测等计算机仿真技术,预测了汽车车身在台架疲劳强度试验载荷作用下各点的应力分布,对车身高应力区域进行了疲劳寿命估计,为实际试验中应变片贴片的布置提供了指导。经试验验证,计算机仿真结果与试验结果吻合较好。该研究对车身台架疲劳强度试验方案提出了一些改进建议。     

螺纹谷底的残余应力与螺栓疲劳强度的关系

推算螺纹件的疲劳强度对保证连接件的质量非常重要,迄今已经进行了各种各样的研究。其中,吉本提出了关于螺纹谷底轴向残余应力与疲劳强度关系的假说;原等人在尝试用X射线测定螺纹谷底残余应力的同时提出了对假说进行修正。但是,对螺纹谷底那样的小部位的残余应力测定非常困难,所以尚未对假说进行定量的验证。本项研究工作把掌握残余应力与疲劳强度的定量关系、在螺纹的制造阶段就可以推算出其疲劳强度作为最终目标。本文是为实现这一目标而进行的基础研究,严格控制加工条件,制作出滚轧成形圆角螺纹试样,用X射线测定残余应力的分布并应用二维弹塑性有限元(FEM)分析进行滚轧过程的模拟计算,尝试推算出产生的残余应力。通过这些工作,在确认用X射线测定圆角部位残余应力分布可能性的同时研讨利用二维有限元分析模拟滚轧加工时模型化的条件。     

汽车前轴断裂失效分析及改进

前轴是载货汽车的关键零件，承担着复杂的应力、应变。其性能直接影响着汽车的性能和安全。通过近一年的攻关，在前轴的失效分析、疲劳寿命估计方法、疲劳试验、产品改进等方面做了大量工作。并对热处理、表面强化等工艺进行了改进，解决了前轴断裂问题，在提高汽车安全性上获得了成功。     

非调质钢汽车前轴的开发研究

介绍了非调质钢（１２Ｍｎ２ＶＢＳ）前轴与调质钢（４５钢）前轴的材料力学性能和疲劳试验。依据对比试验结果选定１２Ｍｎ２ＶＢＳ钢为汽车前轴用材以替代４５钢，对非调质钢前轴所产生的经济效益也进行了分析。     

某柴油机连杆结构改进与评估

针对某柴油机连杆在疲劳强度验证试验过程中发生的螺纹底孔位置断裂失效故障,进行了连杆试验载荷、材料性能、宏观断口及结构应力分析,指出了螺栓孔底部过渡尖锐造成应力集中是导致连杆在循环载荷作用下疲劳断裂的主要原因,据此提出连杆螺栓孔结构改进设计方案,通过结构应力仿真、疲劳强度仿真分析以及疲劳试验验证,结果均表明结构改进合理有效。     

应力比对钢桥腹板间隙面外变形疲劳性能的影响试验

为研究应力比对钢桥面外变形疲劳性能的影响,通过足尺疲劳试验对不同应力比循环荷载作用下钢桥腹板间隙典型细节的疲劳裂纹萌生和扩展机理进行研究。采用5个足尺试件开展了疲劳试验,研究了40mm和60mm腹板间隙在不同应力比循环荷载作用下的裂纹萌生和扩展行为,分析了腹板间隙处腹板与竖向加劲肋焊趾细节应力随着循环荷载变化的规律,得到了应力比对该构造细节面外变形疲劳性能的影响。研究结果表明:腹板间隙处腹板与竖向加劲肋焊趾处面外变形疲劳性能受应力比影响较大,疲劳裂纹从焊趾处萌生后远离竖向加劲肋在腹板内扩展;腹板间隙为40mm、应力比小于0.3时,腹板与竖向加劲肋焊趾处的细节疲劳强度为AASHTO规范中D类和Eurocode规范中的71类;应力比大于0.3且小于0.5时,该细节的疲劳强度降为AASHTO规范中E′类和Eurocode规范中的45类;腹板间隙为60mm、应力比小于0.3时,腹板与竖向加劲肋焊趾处的细节疲劳强度为AASHTO规范中C类和Eurocode规范中的100类;应力比大于0.3且小于0.5时,该细节的疲劳强度降为AASHTO规范中D类和Eurocode规范中的80类;腹板与竖向加劲肋焊趾处疲劳裂纹的扩展速率在高应力比的循环荷载作用下较低应力比循环荷载作用下更快;细节疲劳强度随应力比的增加而显著降低,随腹板间隙的增大有一定程度的提高。     

非调质钢汽车前轴的开发研究

本文介绍了非调质钢（１２Ｍｎ２ＶＢＳ）前轴与调质钢（４５钢）前轴的材料学性能和疲劳试验；依据对比试验结果选定１２Ｍｎ２ＶＢＳ钢为汽车前轴用材以替代４５钢，并对由此所产生的经济效益进行了分析。     

正交异性钢桥面板足尺模型疲劳试验研究

为研究公路钢桥正交异性板的疲劳破坏行为及疲劳强度,以重庆江津中渡长江大桥为背景,选取其主跨梁段建立正交异性钢桥面板的足尺试验模型,进行疲劳试验。试验过程中对疲劳易损构造处的应力数据进行采集,观测其开裂情况,并采用热点应力法评估其疲劳强度。结果表明:加劲肋腹板与横隔板切口焊接处出现疲劳裂缝;顶板与加劲肋腹板焊接处出现纵向疲劳裂缝;横隔板切口处无疲劳裂缝产生,但存在较大拉应力;加劲肋腹板与横隔板切口焊接处的疲劳强度大于Eurocode规范中的90类细节的疲劳强度,也大于AASHTO规范中的C类疲劳强度,顶板与加劲肋腹板焊接处的疲劳强度大于Eurocode规范中的112类细节的疲劳强度,也大于AASHTO规范中的C类疲劳强度。     

采用优化喷丸强化工艺来提高粉末锻造连杆的疲劳强度

喷丸强化是提高机械零件疲劳寿命的一种常用的表面处理工艺，广泛地用于飞机、汽车及其他制造行业。球形铁丸时零件表面的冲击作用，会使其表层产生残余压应力，能减小零件承载时所产生的拉应力，从而提高其疲劳寿命。为量化分析喷丸强化的效果，用含2％Cu的锻造钢粉末制成连杆和试验试律，对其在喷丸和未喷丸状态下的疲劳特性进行了比较。由于零件的疲劳特性与其表面残余应力有关，所以采用X-射线衍射分析法来测定零件表面应力大小和应力深度，并确定喷丸强化的最优工艺参数。试验结果表明，经喷丸处理的连杆与试棒的疲劳强度明显高于未喷丸连杆与试棒的疲劳强度。     

某汽车底盘2.5t前轴强度分析

根据专用车底盘市场需要,正向开发2.5t前轴,通过建立简化的前轴数学模型,对前轴强度进行分析,降低产品设计风险。在已建立的数学模型基础上,绘制出前轴弯矩和扭矩简图。结合前轴的使用情况,前轴的强度分析主要分为两种工况:紧急制动工况和侧滑工况。前轴的使用条件和结构较为复杂,在计算时对前轴进行简化,且本论文着重计算前轴重要截面的强度,即前轴中间位置和钢托位置的截面强度及主销孔处抗弯强度。通过计算出前轴主要截面的应力,为后续设计提供参考。     

汽车前轴早期疲劳断裂的失效分析

阐述了某汽车前轴的垂直弯曲疲劳试验。在对试验结果进行了全面分析的基础上，对该车前轴早期疲劳断裂问题提出了行之有效的改进措施。     

铰接汽车转向器座可靠性分析

针对铰接式城市客车转向器座的受载特点,运用有限元分析方法计算了几种典型工况下某铰接汽车转向器座的疲劳强度,得到了转向器座接近实际工况的应力循环,然后利用其S-N曲线,基于Miner线性累计损伤准则计算其疲劳寿命。通过与成熟的产品疲劳分析结果的比较,获得了新车型的可靠性数据,减少了试验成本。     

钢桁梁整体节点典型构造细节的抗疲劳性能分析

对重庆菜园坝长江大桥轨道横梁和整体节点连接构造中3种典型构造细节进行介绍,利用ANSYS时3种典型构造细节进行有限元分析,得到3种典型构造细节的应力分布状态及应力集中系数.结合其他桥梁类似构造细节的疲劳试验结果,对3种典型构造细节的抗疲劳性能分别加以研究.结果表明,典型构造细节中的熔透角焊缝疲劳强度均在70～80 MPa,对于螺栓连接的板件,板厚差应控制在20 mm.因此轨道横梁与整体节点联接部位的疲劳性能够满足要求.     

基于有限元法的摩托车车架疲劳寿命分析

本文以现代疲劳理论为基础,应用有限元法分析软件,模拟了摩托车车架疲劳强度台架试验的3种试验工况,对车架的疲劳寿命进行了预测分析,得到了车架的应力分布和疲劳计算结果,从而为车架的可靠性设计和结构优化提供了参考依据。     

汽车前轴锻后余热淬火与喷丸强化

本文介绍了EQ-140型五吨货车45钢前轴的锻热淬火与喷丸强化试验。试验结果表明,前轴批量锻热淬火未发现淬火裂纹,综合性能不低于或优于常规调质前轴。前轴喷丸后,大幅度地提高了弯曲疲劳寿命。用喷丸代替酸洗清理前轴表面更为合理。     

板焊前轴壳结构设计及强度校核研究

文章主要介绍了板焊结构前轴壳的设计过程及强度校核方法。首先,根据整车需求设计板焊前轴壳的落差、主销中心距及前轴壳截面尺寸;其次,根据板簧宽度及位置设计板焊前轴壳折弯点及折弯角度,确定折弯处圆弧半径;最后,根据前轴壳结构及受力位置确定危险截面,根据第4强度理论对各个危险截面进行应力分析,确保其满足强度要求。     

基于威布尔分布对某重卡前轴台架疲劳试验数据分析

前轴是汽车的主要承载件之一,通过对前轴的结构优化设计,应用有限元理论分析和台架疲劳寿命试验,验证了设计的正确性。提出了B5/B50寿命的基本概念,并用威布尔分布理论导出其理论公式。应用B5/B50公式对六根前轴台架疲劳试验数据进行了计算分析,结果表明设计的前轴疲劳寿命满足设计要求。     

汽车前轴垂直载荷谱变化规律的研究

通过大量试验和统计,得出了在良好、较差柏油路面条件下,载货汽车前轴垂直动态载荷幅值、均值、最大值随行驶车速和前轴静态轴荷的变化规律。前轴垂直动态载荷最大值主要受前轴静态轴荷的影响,与前轴静态轴荷成线性关系,并且90%概率下与前轴静态轴荷的比例不超过1.4。