基于nCodeDesignlife的电池箱疲劳寿命研究

针对电池箱对振动疲劳耐久性能的要求,结合国标中随机振动的加速度功率谱密度函数和材料的S-N曲线,采用Miner线性累积损伤理论和Dirlik疲劳寿命计算方法,对电池箱进行随机振动条件下的疲劳寿命分析。     

汽车空调管路系统随机振动疲劳分析优化研究

为解决某汽车空调管路由于共振导致的断裂故障,采集空调管路系统的随机振动激励,将其转换为功率谱密度曲线作为激励进行随机振动试验,得到管路的疲劳寿命,然后进行单位载荷的频率响应分析得到频率应力的传递函数,并进行随机振动疲劳分析,通过试验标定管路系统中的橡胶复合材料,分析其对寿命影响的敏感性。结果表明,管路疲劳寿命低于试验要求,其危险点与断裂位置一致。通过在管路共振方向增加支撑支架进行优化设计,优化后管路疲劳寿命满足要求,整车耐久试验结果表明,管路的应力大幅降低,且未发生断裂。     

虚拟激励法及其在汽车随机振动应用中的探讨

论述了虚拟激励法,为探讨其应用于汽车随机振动的可行性,构造了虚拟路面激励。以1/4汽车单自由度振动系统为对象,由虚拟激励法推导出系统和振动响应量的频率响应特性,提出了求取系统振动响应量功率谱密度的新方法,给出了应用虚拟激励法求解汽车随机振动的计算实例。结果表明,虚拟激励法是比傅里叶分析方法更为简便的时频研究方法。     

基于谐波合成法的轨道随机不平顺数值模拟

针对轨道不平顺所致的列车随机振动问题,采用单维单变量随机场谐波合成法,引入轨道垂向、轨向及水平交叉谱的影响,以轨道不平顺谱为输入,对轨道不平顺过程进行模拟。通过对模拟样本的谱密度函数、相关函数检验验证表明,谐波合成法能有效地模拟出符合要求的随机样本,为轨道随机振动分析提供恰当的时域输入函数。以美国第6级线路轨道垂向不平顺功率谱为输入谱的数值算例,用谐波合成法模拟的轨道时域样本及其功率谱密度,与目标谱吻合较好。     

计及成形因素影响的车身结构疲劳分析

基于随机振动理论,推导了车身结构随机振动响应谱的计算公式;采用Goodman曲线进行交变载荷的等损伤转换,建立了应力幅和平均应力之间的关系式;以材料的疲劳极限作为疲劳抗力指标,将残余应力等效为平均应力,以研究成形因素对疲劳性能的影响;以某汽车尾端横梁为例,采用基于有限元分析结果的疲劳分析法,考虑冲压成形因素的影响,进行了车身结构的动态应力计算、疲劳寿命预测和改进设计.结果表明,所预测的疲劳性能与整车道路试验结果吻合.     

电喇叭振动疲劳分析

通过振动疲劳试验规范得到功率谱密度数据,以此作为输入,利用频响分析和疲劳分析等CAE分析方法,对该车型电喇叭及其支架在试验功率谱谱作用下的振动疲劳寿命进行分析计算,同时与试验结果进行对比。     

汽车对路面作用的随机动荷分析

从双轴汽车四自由度平面模型出发，将路面不平整度的功率谱密度函数作为输入，利用随机振动的方法分析了行驶车辆作用于路面的随机动压力。     

70MPa车载氢系统框架随机振动与疲劳寿命分析

近年来,燃料电池汽车由于零排放零污染逐渐走入大众视野,而氢系统则是燃料电池汽车的重要组成部分,氢系统的经济性与安全性是制约燃料电池汽车发展的关键因素,所以对氢系统结构疲劳寿命分析与优化格外重要。本文通过对某车型项目70MPa氢系统框架进行基于功率谱密度的随机振动分析,发现其结构强度薄弱部分,进而对结构进行优化。振动分析完成后通过疲劳分析,对优化后的结构做最终校验并评估疲劳寿命。本文总结出一种适用于70MPa氢系统框架的随机振动疲劳分析方法,对氢系统结构设计开发具有指导意义。     

基于实测激励谱的半轴扭转疲劳测试方法研究

针对采用恒幅恒频率加载激励进行汽车半轴扭转室内台架疲劳试验时，无法真实反映半轴在行驶过程中的激励问题，根据汽车半轴在行驶中实际承受的扭转载荷激励，搭建了基于液压伺服控制的汽车半轴扭转疲劳测试系统。对实际激励谱进行处理和频域特征分析、雨流分析，运用雨流矩阵法对激励谱进行雨流外推处理，最后研究了基于频率响应函数的实测激励谱加载方法并进行了试验验证。结果表明，建立的汽车半轴扭转疲劳测试系统复现实际激励谱的加载误差可以降低到3.24%，表明所建立的方法是有效可行的。     

利用计算机仿真技术预测车身零件疲劳寿命

为缩短新车开发周期、节约样本制造费用，本文提出了一种在计算机仿真环境中预测车身零件疲劳寿命的新方法。以某轻型客车为例，首先建立了该车的整体有限元模型。然后将采自试车场的典型路面谱作用于轮胎与路面 的接触点进行随机激励。不仅首次在计算机上模拟了汽车随机振动过程，而且得到了关键部位的加速度和动态应力响应及其相应的功率谱密度。最后，应用随机振动和疲劳累积损伤理论对仿真结果进行后处理，估算出该车在一定速度下连续行驶的疲劳寿命。其分析结果显示的危险部位与道路试验基本一致。     

基于频域分解法正交模态分离的阻尼比识别研究

频域分解法是一种频域模态参数识别方法，因其操作简单、抗噪声能力强而被广泛使用。虽然频域分解法对于振型和固有频率有着较高的识别精度，但是对于阻尼比的识别精度不够高，其原因是在多自由度结构下，求解阻尼比需要将固有频率窄带范围内的最大奇异值数据傅里叶逆变换到时域，并通过对数衰减法求解阻尼比，而窄带范围的数据很可能会受到其他阶模态的干扰，进而影响阻尼比的识别。因此提出了正交模态分离频域分解法识别结构的阻尼比。首先，通过结构响应计算出结构的输出功率谱矩阵，并使用频域分解法识别结构各阶固有频率和振型；然后，将识别出的固有频率和振型代入计算公式，使用振型正交等方法将各阶模态分离，并计算出各阶模态的增强输出功率谱函数，通过增强功率谱在频域计算出结构各阶的阻尼比；最后，在数值算例中对比了频域分解法以及正交模态分离频域分解法的阻尼比识别结果，并将理论应用于实桥的测试中，计算出该桥梁的前4阶阻尼比。结果表明：该方法可以将多阶输出功率谱矩阵分离成多个单阶的增强输出功率谱函数，并且通过分析增强输出功率谱函数的曲线直接在频域计算出结构的阻尼比，避免了在阻尼比识别中不同模态的相互干扰以及频时域转化带来的影响，提高了...     

独斜塔斜拉桥抗震的功率谱法与反应谱法分析

以厦门马新特大桥主桥为工程背景,建立塔、梁、墩固结体系独塔混合梁斜拉桥的三维空间有限元模型,对其结构动力特性和地震响应进行了计算分析。采用反应谱法和随机振动的功率谱法分别计算了E1地震作用下,结构的位移响应和内力响应,考虑了顺桥向＋竖向和横桥向＋竖向两种工况。分析表明,两种分析方法的计算结果基本一致,功率谱的计算结果较反应谱的略大。     

基于随机振动方法的白车身疲劳寿命研究

汽车所受到的动力学路面载荷是随机的,利用多体动力学方法可以将路面随机信号传递到车身上,并可以方便地以功率谱密度的形式表达。车身的随机响应又可以利用MSC/Nastran中的频率响应模块方便地进行仿真,所得到的响应的统计学特征又可以用于MSC/Fatigue疲劳寿命仿真。文中利用这种方法建立了车身疲劳的系统仿真方法。     

发动机部件随机振动强化耐久试验

本文讨论发动机部件随机振动，不与燃烧室接触的发动机外部零件失效主要是由于发动机振动。发动机振劝是具有各态经历性的平稳随机振动。以随机振动的功率谱密度和功率谱来描述随机振动强度。从发动机上测量功率谱密度笔功率谱乘以强化系数作为标准来模拟部件强化试验。     

基于疲劳损伤谱的动力电池包振动标准分析*

为分析动力电池包振动标准的严苛程度,提高电池包结构设计的可靠性,引入频域随机振动疲劳与疲劳损伤累计理论,同时考虑振动激励的方式、持续时间、幅值、带宽等各因素的影响,以疲劳损伤谱作为评价振动标准严苛程度的统一尺度,分别计算了国内外主流动力电池包振动标准的疲劳损伤谱,并对不同频带上各标准的严苛程度进行了分析,着重分析了动力电池包3个振动相关标准的差别,指出了其对电池包结构设计的影响。     

基于路面随机输入的大伸缩比车载转运平台的动态分析

在分析路面频率与时间频率功率谱密度关系的基础上,建立了路面随机信号生成模型,仿真生成C级路面谱;在SOLIDWORKS中建立车载转运作业平台的参数化有限元模型,分析各工况下轮胎接地点的载荷谱大小,利用传递函数等相关公式得到路面随机输入下的平台动态响应特征,最后在ANSYS中进行模态分析、随机振动分析得到其应力大小,分析转运平台的结构,给出模型改善建议,提高其可靠性以达到预期效果。     

基于PSD的矿用车平衡轴支座螺栓失效仿真分析

针对某矿用自卸车平衡轴螺栓早期失效问题,以该型自卸车车架为研究对象,重点关注平衡轴连接螺栓。以Hyperworks平台建立有限元模型,对车架进行基于功率谱密度的随机振动疲劳分析。结果表明:螺栓在垂向激励载荷作用下受到的等效应力最大1σ值为698 MPa,位于内侧螺栓处,换算为3σ应力值为2094 MPa,远不满足材料40Cr强度要求,即造成螺栓早期失效的原因是随机振动激励下,螺栓强度不足。提出改进建议:加强平衡轴螺栓的连接强度。经过市场验证,改进措施取得了良好的效果。     

轮胎尺寸对汽车结构疲劳累积损伤影响研究

基于结构耐久试验工况,通过六分力设备与底盘杆系所采集的整车道路载荷谱,应用动力学载荷分解方法获得虚拟随机载荷谱,对车身结构进行应力分析和疲劳累积损伤计算。在底盘关键位置布置传感器,同时在车身结构中CAE疲劳分析所对应的5个高应力区粘贴应变片,先后采用3套不同尺寸参数(包括胎高和胎面宽度)的轮胎以相同的耐久工况(同一个试验场,试验路面及对应的速度相同)来进行实车载荷对比测试。针对车身结构载荷幅值、频域进行分析,并基于雨流循环计数对车身和底盘件进行疲劳累积损伤计算与分析。整车实际测试的结果表明,CAE所预测到的损伤(裂纹)位置及其里程数与路试结果相吻合;在同样使用条件下,轮胎内径越大,车身结构和汽车底盘的寿命越低,已经可进行量化对比。     

基于实测载荷谱的副车架疲劳寿命估算方法

为准确预测某副车架疲劳寿命,对其进行三维建模与有限元分析,获得其结构应力分布,并确定副车架的疲劳损伤热点;试验场条件下测取副车架的应变载荷,通过频谱分析与低通滤波等计算副车架结构各测点的最大主应力,利用雨流计数法编制副车架载荷谱;利用局部应力应变法与Miner准则进行应力集中修正,完成副车架的疲劳寿命预估。估算得出该副车架试验场预期寿命为9 120 h。     

基于热点应力法的正交异性钢桥面板疲劳寿命评估

<正>交异性钢桥面板构造复杂,其疲劳性能由各疲劳细节共同决定,既有规范推荐的寿命评估方法已不能满足设计要求。为准确评估其疲劳寿命,引入热点应力法,根据Eurocode规范确定疲劳检算加载工况和荷载谱;采用国际焊接协会IIW推荐的外推方法,计算其关键易损部位热点应力谱;采用泄水法对热点应力谱进行分析,通过热点应力S~N曲线和线性累积损伤理论计算其寿命。以某城市立交桥典型正交异性钢桥面板为研究对象,采用热点应力法评估其疲劳寿命。结果表明:该桥的疲劳寿命为103年,满足设计要求且有一定安全储备量;与名义应力法相比,热点应力法能够有效避免复杂应力状态下名义应力难以定义的问题,更适用于正交异性钢桥面板的寿命评估。