基于多体动力学的柴油机曲轴疲劳寿命分析

为分析4100QBZL柴油机曲轴的疲劳寿命,建立该曲柄连杆机构的刚柔耦合多体动力学模型,将多组试验测量的缸内压力作为驱动力,进行耦合仿真得到曲轴在柔性体模型下的主轴颈、连杆轴颈负荷仿真结果,并根据载荷结果对曲轴进行静强度校核。最后结合由多体动力学软件得到的载荷谱与有限元分析所得的曲轴在各个工况下的应力应变分析结果,以及通过材料的各项属性拟合出的S-N曲线,对曲轴进行了疲劳寿命预测。结果表明:曲轴的静强度及疲劳寿命均达到了工程设计要求,曲轴最危险部位的寿命次数也达到了1013以上,认为曲轴不会发生疲劳破坏。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

基于加工工艺的车架疲劳寿命预测研究

为了提高车架疲劳寿命预测的准确性,对比了车架用钢板剪切工艺边、等离子切割边、光滑试样的S-N曲线,测试结果表明3种边缘状态的疲劳强度存在很大差异。同时绘制这3种状态的Haigh图并输入到nCode软件中,结合台架试验中电测得到的应力应变载荷特征,将3种状态对应的寿命预测结果与实际台架寿命进行对比,结果表明,采用与车架开裂处相同工艺边缘状态的Haigh图进行计算得到的疲劳寿命,比采用光滑试样Haigh图计算的结果更接近台架试验中车架的实际寿命。     

基于健康监测数据的斜拉桥索梁锚固区焊缝疲劳萌生寿命预测

针对斜拉桥在通车运营不久就萌生疲劳裂纹的现象，以苏通长江大桥为工程背景，在建立焊接细节精细化有限元模型、分析焊接细节缺口应力集中系数和疲劳缺口系数的基础上，基于健康监测实测数据和局部应力应变法理论对索梁锚固区焊接细节处的疲劳裂纹萌生寿命进行预测。考虑到索梁锚固区焊接细节存在高值残余应力，分析了焊接残余应力对焊接细节疲劳裂纹萌生寿命的影响。研究结果表明，与下锚固板相连外腹板焊趾处的疲劳裂纹萌生寿命短于与上锚固板相连外腹板焊趾处的疲劳裂纹萌生寿命；焊接残余应力对疲劳裂纹萌生寿命的影响较大；考虑残余应力的疲劳裂纹萌生寿命较不计残余应力的疲劳裂纹萌生寿命下降60%左右。     

江阴长江大桥钢箱梁疲劳应力监测及寿命分析

针对江阴长江大桥钢箱梁,进行了疲劳应力的监测分析和疲劳寿命的预测研究。利用实桥布设的应变传感器获取应变时程数据,处理成应力时程数据并结合雨流计数法技术,得到“日应力谱”和“标准日应力谱”。根据相关疲劳规范,研究了钢箱梁的疲劳寿命等问题。结果表明,由于车辆荷载谱或有限元模型均存在大量的假定简化,利用记录的应变（应力）时程数据进行疲劳寿命评估,为准确可靠的研究方法;应变传感器记录分析得到的日应力谱具有相似规律,“标准日应力谱”方法可以有效地处理应变传感器记录的大量实测数据。     

锰酸锂动力电池寿命测试方法

以北京奥运会用锰酸锂电池为对象,通过电池的实际运行环境和电池容量衰退多种影响因素的分析,从充放电倍率应力、温度应力和放电深度应力3方面进行与实际运行环境等效的应力条件下的电池寿命测试。利用拟合的衰退数据得到了锂离子动力电池的寿命模型参数,利用线性累积法简化了电池容量衰退模型,提出了一种面向不同实际应用场合的电池寿命测试方法。与模拟混合四季温度的电池寿命数据对比验证了该简化模型的有效性,它有效缩短了电池寿命测试周期。     

燃料电池城市客车用储氢瓶有限元分析和疲劳寿命分析

用有限元法对燃料电池城市客车用储氢瓶进行了预紧导致的残余应力应变分析和充放气条件下的表面应力应变分析,通过与实测结果进行对比可知,二者基本吻合,说明有限元模型分析结果可信。进行储氢瓶疲劳寿命分析时,先得出铝内衬零件S-N曲线,再将铝内衬筒体中部的多轴交变应力转换为等效的对称循环条件下的单轴交变应力,最后根据该S-N曲线得出储氢瓶疲劳寿命为2.57×105次循环,与实际情况相符。     

集成铸造缺陷的铝合金轮毂疲劳寿命预测

为提高轮毂疲劳寿命预测的准确性,建立了轮毂铸造缺陷集成模型.利用所建模型对某低压铸造铝合金A356轮毂进行了模拟分析,预测了该轮毂弯曲疲劳试验时的疲劳寿命.试验结果表明,铸造缺陷集成模型所预测的铝合金轮毂疲劳寿命与试验结果相吻合;与局部应力应变法预测相比,铸造缺陷集成模型预测结果更接近实测水平,提高了设计效率及生产效率.     

曲轴疲劳寿命分析及验证

采用FEMFAT疲劳仿真软件,结合曲轴材料、表面加工工艺、应力循环特征等各方面因素,综合分析后得出曲轴的疲劳寿命及安全系数。应用曲轴疲劳试验机,通过升降法获取6对有效数据分析曲轴的疲劳极限和安全系数。对比仿真与台架试验计算数据及结果,找寻曲轴发生应力集中的部位,对仿真及试验结果进行安全系数评估,分析影响曲轴寿命的因素,最终得出2种试验方法所得试验结果均满足安全要求。     

装载机动臂疲劳寿命预估研究

以ＺＬ５０装载机动臂关键部位实测的应力谱和１６Ｍｎ焊接头疲劳试验数据为依据，建立了随机载荷下结构疲劳寿命计算的概率模型，根据该模型对装载机动臂进行了可靠疲劳寿命计算。预测结果与实际使用寿命取得一致，为动臂疲劳强度评估及结构改进提供了依据。     

基于圆角滚压工艺的曲轴疲劳行为研究

利用有限元计算软件Abaqus,采用三维显式动力学计算,模拟曲轴圆角滚压过程。利用软件自带的二次开发程序,编写数据采集程序,得到了曲轴圆角表面和内部的应力分布情况。参照曲轴真实疲劳试验,对曲轴进行模拟弯曲疲劳试验,得到不同弯矩水平下曲轴圆角应力分布情况。将模拟弯曲疲劳试验得到的圆角工作应力与滚压后的圆角残余应力进行耦合计算,获得更为准确的曲轴疲劳强度,并依此对曲轴滚压参数进行优化,优化后的曲轴疲劳极限弯矩提高15.7%。     

不同结构曲轴的疲劳强度分析

利用有限元方法 ,对某大功率发动机两种结构曲轴进行了静态强度分析 ,并通过等效应力法校核了该两种结构曲轴的疲劳寿命 ,为该发动机曲轴设计提供了理论指导。     

大功率多缸柴油机曲轴疲劳强度评估方法

以某型大功率柴油机作为研究对象,采用ADAMS/Engine建立了多缸柴油机曲柄连杆机构多体动力学模型,计算得到了曲轴的工作载荷.通过建立曲轴的整体三维有限元模型,将主轴承对主轴颈的支撑边界定义为接触对以模拟实际的约束状态,并将动力学计算所得一个周期内的曲柄销载荷历程曲线离散为16个载荷点,并按照发火次序,组合得到了16个载荷工况以模拟曲轴上的交变载荷,载荷的施加采用函数分布的形式模拟滑动轴承的压力分布,通过非线性有限元分析得到曲轴的应力应变结果.在此基础上,利用曲轴材料性能数据绘制了曲轴Goodman疲劳强度曲线,自编后处理分析程序得到了曲轴上所有节点的疲劳强度安全系数.结果表明:材料为42CrMo的整体曲轴满足结构疲劳强度要求,油孔处和过渡圆角处的疲劳强度安全系数相对较小,采用Goodman疲劳曲线计算的最小疲劳强度安全系数为5.04.分析结果与曲轴实际失效位置一致.     

汽车发动机气门弹簧残余应力的研究

根据气门弹簧失效机理和气门弹簧的应力分析,阐述了与钢丝轴线呈45°(或135°)方向的残余应力是直接影响气门弹簧疲劳性能的因素。采用X射线应力测试仪对去应力退火和喷丸强化处理两道关键工序中弹簧的内、外圈表面和不同喷丸强化处理参数下次表面的残余应力进行了试验,并对气门弹簧进行了模拟发动机实际工况疲劳试验验证,得到了气门弹簧在这两道关键工序中残余应力和疲劳性能的关系,为今后通过优化工艺来改善气门弹簧的疲劳寿命和性能奠定基础。     

曲轴动态应力模拟及多轴疲劳计算

建立了某4缸柴油机曲轴轴系和主轴承座的有限元模型,采用EXCITE软件对曲轴轴系和连杆活塞组进行了多柔体的动态仿真,模拟了不同转速工况下曲轴随曲柄转角变化的动态应力。对曲轴动态应力结果进行了多轴疲劳计算,校核了不同运转工况下曲轴的疲劳安全系数,解决了弯扭耦合与多子系统交叉耦合时整体曲轴疲劳可靠性计算的难题。     

渗碳齿轮的喷丸强化机理

本文就喷丸处理对汽车渗碳齿轮疲劳寿命的影响进行了研究，分析了喷丸处理对渗碳组织，残余应力、疲劳残纹的形成及扩展规律的影响。     

基于能量法的气缸盖低周热机疲劳寿命预测方法研究

通过测试气缸盖本体解剖试样,获得气缸盖材料的循环应力应变特性,并利用仿真方法验证其合理性。在此基础上,依据发动机低周疲劳台架考核方法,运用子模型分析技术,得到考核循环内气缸盖火力面的应力分布和塑性变形特性。基于塑性应变能理论,结合试验测试,对火力面低周热机疲劳寿命进行预测和评估,分析表明排气鼻梁区的寿命较低,约为1100次。     

6110柴油机曲轴的三维有限元分析

对6110柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态和变形情况,并对曲轴在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。对曲轴带飞轮和皮带轮及不带飞轮和皮带轮两种情况下进行了模态分析,并进行了比较。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。     

大客车车身典型零构件疲劳寿命预测

本文以大客车车身典型零件为研究对象，采用局部应力反应变法预测承受高周载荷零构件的疲劳寿命。