基于断裂力学的齿轮箱螺栓的失效分析及改进研究

指出由于铝合金齿轮箱和钢制螺栓的热膨胀系数不同．在齿轮箱温度升高后产生附加的温差载荷．此温差载荷是螺栓失效的根本原因，由此依据相关公式提出了改进措施。在对联接螺栓进行受力分析的基圳上应用断裂力学理论．对改进前后螺栓的疲劳寿命进行了预测。原结构的疲劳寿命短．不满足要求．改进后的结构满足要求：改进措施是有效的，这也为齿轮箱的设计提供了参考。并对45钢和40Cr这2种材质的螺栓进行了对比．进一步说明失郊的根本原因不是材质的问题．而是温差载荷     

两种评定准则下的车轮疲劳强度分析

分别采用基于单轴疲劳理论的车轮疲劳强度评定准则和Dang-Van多轴高周疲劳评定准则2种方法,对同一车轮进行疲劳强度计算,比较2种方法的安全度和适用范围.结果表明:车轮疲劳强度在2种评定准则下均满足要求,车轮的疲劳危险区域位于轮缘侧辐板孔边中间位置,其中使用单轴疲劳准则评定辐板更偏于安全,而Dang-Van多轴高周疲劳准则适用于辐板孔的评价.     

构架侧梁焊接顺序与方向优化分析

构架是机车车辆的重要承载部件,控制其侧梁的焊接残余变形至关重要。以热弹塑性理论为基础,采用APDL语言对侧梁进行焊接变形数值仿真计算,并对侧梁进行现场跟踪测量。其焊接变形仿真计算结果与测量值基本吻合,误差在7%之内。以此仿真模型为基础,以焊接弯曲变形为目标函数,采用多层优化计算,对焊接顺序和方向进行数值仿真优化,得到最优方案。最优方案与现用方案相比,可使弯曲变形量降低34%左右。通过数值仿真优化所得的焊接方案可为焊接变形的控制、焊接工艺设计的选择和预留变形量的确定等提供可靠依据。     

高速动力车轴应力谱分析及疲劳寿命可靠性预测

结合车辆系统在随机轨道谱激励下的动力响应与疲劳强度理论,以"中华之星"高速动力车轴为例,建立了动车系统的非线性动力学模型,仿真车辆在典型线路上的运行特性,获取作用于轮轴上的随机载荷谱。引入车轴材料的非线性本构关系,进行轮轴的有限元分析,得到车轴关键部位的应力时间历程,对其进行统计分析后得到各危险点的应力谱。在此基础上,运用局部应力应变法和累积损伤理论进行了车轴疲劳寿命估算和可靠性分析,得到不同可靠度下的疲劳寿命。当可靠度为0.9时,其疲劳寿命为16年。