货车车轴疲劳寿命可靠性预测与分析

在近代结构疲劳寿命方法的基础上，运用可靠性理论导出了轴类构件疲劳寿命的可靠性预测公式，同时针对我国纲车车轴的特点建立了一种检修周期与检修限度可靠性分析模型，并以我国货画ＲＤ２轴为例进行了疲劳寿命预测及检修周期与检修限度的分析，得到了令人满意的结果。     

基于SIF幅值拟合的机械结构裂纹扩展寿命分析方法研究

目前的机械结构裂纹扩展寿命分析方法主要是基于Paris公式的,它需要确定应力强度因子(SIF)幅值的数学表达式,工程应用采用简化方法计算求得.文中提出了利用有限元方法直接计算不同裂纹长度下的SIF幅值,通过函数拟合的方法确定SIF幅值和裂纹长度的数学关系式,并依据该关系构造了新的裂纹扩展寿命公式.通过实例计算,将其结果与边界元配置法及工程简化方法相比较,证明了该方法是实用的.并能保证计算结果的精度.     

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。     

加载波形对车轴钢疲劳裂纹扩展速率的影响

采用电位法裂纹测量技术与断口形貌分析相结合，计论了加载波形对车轴钢长，短裂纹扩展速率的影响。结果表明，车轴钢对加载波形的变化具有一定的敏感性，在相同驱动力作用下，矩形波加载的裂纹扩展速率普遍高于正弦波加载的裂纹扩展速率。     

焊接接头疲劳裂纹萌生与扩展寿命研究

以１６Ｍｎ钢十字型承载焊接接头为对象，研究了在恒幅拉伸，应力比分别为０．１，０．２，０．３条件下，接头的疲劳裂纹萌生与扩展特性，并对寿命进行了估算。结果表明：承载型十字焊接接头的疲劳裂纹萌生、扩展行为受接头熔合区及过热区冶金组织、几何特性、力学条件控制，对焊接工艺敏感，与非承载焊接接头相比，疲劳裂纹萌生寿命较短，扩展速率快。     

复合式路面疲劳裂纹扩展数值模拟研究

基于虚拟裂纹闭合法(VCCT)以及广义Paris公式,对隧道复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命进行研究.首先对现有的虚拟裂纹闭合法进行改进,编写出能够模拟复合式路面疲劳裂纹扩展的子程序UEL;采用有限元软件Abaqus对子程序UEL进行调用,计算出路面结构的能量释放率以及应力强度因子,结合广义Paris公式求得其疲劳裂纹扩展寿命.改进的虚拟裂纹闭合法能以一个模型计算出多种裂纹长度对应的能量释放率,很大程度上降低了计算代价;数值模拟结果表明:Ⅰ型应力强度因子KⅠ随着裂纹扩展长度的增加而增大;Ⅱ型应力强度因子KⅡ随着裂纹长度增加先呈递减趋势,然后递增;有效应力强度因子K eff与Ⅱ型应力强度因子KⅡ的变化规律大致相同.还利用改进后的虚拟裂纹闭合法研究了上下面层模量、混凝土层模量以及超载对疲劳裂纹扩展寿命的影响.结果表明:超载系数的增大会使复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命显著降低;疲劳裂纹扩展寿命会随着上下面层模量的增大而递增,并与上下面层模量呈近似线性关系;疲劳裂纹扩展寿命也会随着混凝土层模量的增大而递增,但递增速率会逐渐变缓.对路面疲劳寿命影响大小的次序为:超载系数>混凝土模量>下面层模量>上面层模量.研究结果对复合式路面的结构设计具有一定的参考价值.     

森铁客货车车轴的疲劳寿命分析

允许带裂纹的车轴在一定限度内继续使用是一个新的研究课题,而考虑车轴的疲劳破坏特征来设计和预测车轴的寿命也是生产中的迫切要求。为此,本文根据目前在国际上采用的两种计算车轴的标准,即西欧标准和日本标准并结合我国森铁车辆的特点编制了其车轴的结构疲劳寿命分析程序,并用此程序对牡丹江林业机械厂生产的客、货车车轴进行了结构疲劳寿命分析。     

随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型

为实现在全应力强度因子范围合理进行结构安全性分析, 提出了概全门槛值和断裂韧度的随机疲劳长裂纹扩展率的新概率模型。考虑了平均应力效应, 以给定应力强度因子下裂纹扩展率服从对数正态分布为基础, 考虑数据分散性规律和试样数量对概率评价的影响, 将存活概率和置信度相融合, 由线性回归结合极大似然原理确定概率模型的参数。通过对铁道车辆LZ50车轴钢试验数据的分析表明, 模型从数学上良好描述了疲劳长裂纹从裂纹启裂到瞬时断裂的整个随机过程, 比较Paris、Elber和Forman模型拟合试验数据表明, 该模型相关系数最大, 拟合效果最好。     

载重货车后桥疲劳寿命分析

以安凯车桥13t载重货车后桥桥壳为研究对象,以有限元静力学分析为基础,得出了零件的应力和变形分布图,并最终达到分析车桥疲劳寿命,预测车桥振动疲劳寿命,分析裂纹生成机理并分析裂纹延展趋势.与台架试验结果进行对比,仿真数据与试验结果基本一致,验证了所建立模型的合理性.为车桥的强度评价提供了相关数据.得到的结果满足汽车驱动桥台架试验评价指标,车桥疲劳强度满足使用要求.     

某驱动桥壳疲劳寿命分析研究

依据模态分析理论,针对出现疲劳损伤的某型桥壳,建立桥壳的有限元模型以及Adams环境下的虚拟样机模型,对桥壳进行疲劳寿命仿真分析。研究结果表明:桥壳结构满足强度、刚度要求,且在一定的频率范围内,同种载荷不同频率下的桥壳疲劳损伤及寿命相差不大,寿命满足设计要求。同时可通过hypermesh预测分析桥壳的疲劳寿命及损伤,对于桥壳的优化和改善具有指导意义。     

一种钢构件疲劳可靠度的计算方法

在我国现有的钢构件疲劳可靠度计算中,均采用疲劳寿命服从对数正态分布的假定, 根据失效率函数h(n),从可靠度的角度出发,指出了这一假定有不合理之处,并且采用疲劳寿命服从威布尔分布的假定,提出了一种新的钢构件疲劳可靠度的计算方法,并通过算例证明了其合理性.     

用双缺口板试件估算锅炉汽包疲劳裂纹形成寿命的研究

本文提出了用双缺口板试件在常温下的疚劳裂纹形成寿命,估算锅炉汽 包疲劳裂纹形成寿命的新方法。文中用弹塑性有限元法对缺口试件进行 了分析,还用局部应力一应变法对缺口试件的裂纹形成寿命进行了估算, 其结果与试验寿命相差在系数为2的范围以内。同时还研究了变幅低周 疲劳下缺口试件和锅炉汽包的损伤,并考虑了平均应力的影响。      

钢轨材质参数对疲劳裂纹萌生寿命影响的敏感性分析

以临界平面法疲劳裂纹萌生寿命预测方法为系统数学模型,采用单参数敏感性分析方法,分析了钢轨材质参数(弹性模量、泊松比、屈服强度和抗拉强度)对疲劳裂纹萌生寿命的影响,计算了各参数的敏感度因子.计算结果表明:疲劳裂纹萌生寿命对弹性模量和屈服强度最敏感,而对泊松比不敏感.这一计算结果与试验统计结果相吻合.通过敏感性分析,认为在确定钢轨材质参数取值时要对弹性模量、屈服强度和抗拉强度的准确性高度重视;提高材料的抗疲劳性能应从提高材料的屈服强度入手,建议规范中增加对钢轨材质屈服强度的要求.     

大轴重矿石车车体焊缝疲劳寿命分析

为研究重载货车车体焊缝疲劳寿命,以某大轴重矿石车车体为研究对象,在AAR标准静态载荷的作用下,对货车车体进行静强度分析与评价;在此模型的基础上,依据车体焊接工艺图,创建包括焊缝在内的矿石车车体疲劳寿命分析模型;在AAR标准动态载荷的作用下,应用等效结构应力法研究车体关切焊缝的结构应力分布规律以及疲劳寿命,并对寿命薄弱部位结构进行改进,改进后焊缝寿命明显提高．     

货车后桥壳的疲劳强度分析

货车后桥壳是汽车上重要的承载件和传力件,利用CAD软件Pro/Engineer建立某货车后桥壳的几何模型,并建立其有限元模型,然后对后桥壳进行静力分析,在此基础上对后桥壳进行疲劳强度分析,得出在实际使用过程中,桥壳不存在疲劳寿命的结论。     

疲劳破坏主裂纹的分形分析

通过实验分析得到的在不同应力循环次数下疲劳破坏试件的主裂纹.发现形成疲劳破坏断口的主裂纹随着应力循环次数的增加,主裂纹形成、发展并具有分形行为;当循环次数增加到一定值时,主裂纹的分形维数随着循环次数增加而减小;当发生疲劳破坏时,主裂纹的分维数近似等于1,对应的应力循环次数是灾变点.     

疲劳破坏主裂纹的分形分析

通过实验分析得到的在不同应力循环次数下疲劳破坏试件的主裂纹．发现形成疲劳破坏断口的主裂纹随着应力循环次数的增加，主裂纹形成、发展并具有分形行为；当循环次数增加到一定值时，主裂纹的分形维数随着循环次数增加而减小；当发生疲劳破坏时，主裂纹的分维数近似等于1，对应的应力循环次数是灾变点．     

针对地铁车辆轴箱轴承寿命的二维计算方法

地铁车辆的载荷线路工况复杂多变,而传统轴箱轴承计算方法在计算轴承寿命时仅以定值载荷描述车辆的载荷工况,采用单一的冲击载荷系数修正车辆运行线路工况对轴承寿命的影响,无法反映出轴承使用工况的复杂性,导致计算出的轴承寿命与实际偏差较大。为此,提出了基于车辆载荷工况和线路工况的二维寿命计算方法,将轴承寿命表达为载荷和线路工况及其相应概率的函数,从而确保所得的轴承寿命值与实际值更加接近。根据某地铁线路实际运行工况,利用二维寿命计算方法计算出轴承疲劳寿命为1.596 Mkm,而相比采用传统轴承寿命计算方法计算出轴承疲劳寿命为3.652 Mkm,前者比后者下降了56.3%。