汽车零部件动态应变场的模态分析法

本文根据模态分析原理，系统阐述了结构应变模态的特点及测试方法，建立了微型汽车驱动桥桥壳的动态应变响应模态模型。     

齿轮齿条转向器的CAD/CAE仿真设计

齿轮齿条转向器的结构简单、紧凑,同时兼具较高的传动效率。文章以转向器上的齿轮齿条为研究对象,在Solidworks中建立齿轮齿条啮合的装配模型,在动力学仿真分析软件ADAMS中建立虚拟样机模型,分析机构的碰撞模型;最后,在ANSYS中对模型进行静力学与模态分析,仿真结果可得到应力应变与疲劳寿命等的分布情况,为转向器的实际力学性能评估提供参考依据。     

轿车白车身模态分析和局部刚度优化方法研究

以轿车白车身为研究对象,基于前处理软件Hypermesh和有限元分析软件MSC.Nastran,应用有限元分析理论,建立了白车身有限元模型。通过有限元模态分析和试验模态分析的方法,分别得到白车身的固有频率、相应的振型等模态参数。将试验结果与理论分析结果进行对比,验证了白车身有限元模型的有效性。从振动、强度角度考虑,分析了该白车身所承受内外激励的影响。根据应变模态的局域性特点,提出利用有限元模型各阶模态应变能分布,确定车身结构弹性变形最大位置的方法,有针对性地加强车身的局部刚度。结果表明,该方法具有较好的实际工程应用价值。     

组合工况下自卸车驱动桥壳强度分析

为满足驱动桥壳越来越高的性能需求,以TY-1型商用驱动桥壳为研究对象,通过HyperMesh软件建立以3D实体单元为基本单元的有限元模型,在此基础上对驱动桥壳结构的静力、模态性能进行分析,得出应力、应变分布情况和前5阶模态下的固有频率及振型。分析结果表明,桥壳强度和刚度基本满足设计要求,且不会与地面激励产生共振。对驱动桥壳进行疲劳寿命分析,得到疲劳寿命云图,结果表明桥壳疲劳强度满足要求,进一步验证了设计的合理性。     

振动疲劳关键技术及其在底盘结构中的应用

介绍了振动疲劳与静态疲劳与之间的基本概念,着重指出了二者之间差别。对求解静态疲劳问题的数值分析方法进行回顾,分析了静态疲劳分析方法对于振动疲劳问题的适用性。分析指出,静态疲劳分析方法,如果能够反映结构的振动特性,则可用于振动疲劳分析。最后结合对后扭力梁这种典型底盘结构振动疲劳问题的研究,从载荷识别、工作模态分析、动应力数值方法选择以及模态减缩的适用性等方面阐述了振动疲劳分析的若干关键技术。     

汽车车架试验台静、动态强度测试系统的设计研究

汽车车架试验台是用来对车架进行强度试验、疲劳试验和振动模态试验的主要装置，根据试验台的功能要求，研究设计了车架的静、动态应力和应变测试系统、激励力和位移响应测试系统，实现了汽车车架静、动态强度实验功能的组合，为汽车车架的疲劳试验提供了良好的条件。     

基于动应变测量在桥梁动挠度识别应用研究

针对传统桥梁挠度监测过程中精度不足,应用范围局限于小跨度桥梁结构,提出了一种基于应变模态的动应变识别方式。通过动应变互相关函数求得振动梁结构的应变模态振型,利用应变—位移转化关系获得结构的位移模态振型,进而获得应变模型的位移模态坐标。将位移坐标与位移模态振型进行关系叠加获取整个梁结构的动应变实时曲线。以天津外环津静收费站高速路段简支梁段为对象,对动应变识别方法进行了验证,结果表明:在脉冲激励作用下,动挠度识别法能够有效控制不同位置节点动挠度误差持在7%的误差范围内,在移动荷载下的梁结构动挠度识别最大误差在2%以内,满足工程实际需求。     

沥青稳定基层疲劳试验荷载控制模式选择

研究何种疲劳试验方法更符合沥青稳定基层混合料的疲劳特性。首先分析全厚式沥青路面的沥青稳定基层疲劳时的应力应变状态，及这种应力应变状态与疲劳试验的荷载控制模式的关系；其次，分析应变控制的疲劳试验结果的实用性；最后，提出一种简便易行的应变控制模式的实现方法。研究表明，全厚式沥青路面结构中，沥青稳定基层的应力应变状态更接近于应变控制模式疲劳试验的工作状态，因此，沥青稳定基层混合料的疲劳试验宜采用应变控制的荷载模式。     

大跨悬索桥箱形钢桁架梁的综合疲劳评定方法研究

根据大跨桥梁铜箱梁各类构件的受力特点建立了确定钢箱梁关键疲劳构件的评价模型,提出了基于结构有限元分析、应变监测信息、构件分级系统和桥梁结构人工检测等多方面信息综合评定关键疲劳构件的方法。以某大跨悬索桥钢箱梁结构为例,结合结构有限元数值计算和结构健康监测系统确定的关键钢箱梁截面,针对关键截面上的主要构件分布,利用应变传感器输出信息、结构有限元分析得到的应力分布信息、人工检测信息和桥梁主要构件的危险等级和易损等级信息,结合层次分析法和模糊综合评判理论确定了影响钢桥构件疲劳评定的各因素的权重,用综合隶属度评分法进行关键疲劳构件的等级评定。     

基于疲劳应变演化的混凝土弯曲强度退化分析

为了研究混凝土在弯曲疲劳荷载作用下的强度退化规律,提出了基于疲劳应变演化的混凝土弯曲强度退化分析方法。基于疲劳应变三阶段演化规律及目前拟合方法的不足,构造了水平S形非线性应变演化模型,讨论了模型参数的物理含义、取值范围以及参数对模型曲线的影响;通过对常用损伤变量优缺点的分析,在应变空间上建立了疲劳损伤演化方程;结合混凝土疲劳强度退化的边界条件与同一损伤状态疲劳应变与弯曲强度必然存在唯一对应关系假定,建立了混凝土弯曲强度衰减方程式,整个过程都用玻璃纤维混凝土的试验数据进行了对比分析与验证。研究结果表明:水平S形非线性应变演化模型涵盖了疲劳应变演化规律的各种类型,具有适应性强、精度高的特点,适用于玻璃纤维混凝土疲劳应变演化的描述,也可在钢纤维混凝土以及各种再生混凝土疲劳应变分析中推广应用;基于疲劳应变演化模型建立的损伤演化曲线起初增长较快,中间线性增大,循环比超过0.9时急速增加,具有从左下角至右上角的水平S形变化规律,且与试验曲线吻合较好;弯曲强度衰减曲线起初下降较快,中间线性变化,循环比超过0.9时又迅速下降,衰减曲线为从左上角至右下角的S形曲线。     

基于疲劳损伤的沥青路面设计温度及预估模型研究

针对沥青路面结构必须控制的疲劳破坏形式,以沥青层层底拉应变作为控制沥青路面疲劳开裂的指标。通过实测沥青面层层底最大拉应变与路面结构不同深度处路面温度的相关性分析,确定了沥青路面疲劳损伤的设计温度,提出了以沥青层中间温度作为沥青路面疲劳开裂分析的设计温度和试验条件。通过实测永久性沥青路面试验路每小时的路面温度和气象数据,分析了沥青层中间温度的分布规律,对沥青层中间温度与气温、路面深度之间的相关关系进行了计算分析,建立了沥青层中间温度的预估模型。结果表明,沥青路面应变响应与温度密切相关,随着路面温度的升高,沥青层底拉应变增大;沥青层中间深度处温度与沥青层底拉应变相关性最高,采用沥青层中间深度处温度能较好地评价路面结构的抗疲劳性能。     

基于固有频率和应变模态加权lp正则化模型的小损伤识别

小损伤识别是结构健康监测中重要且难以解决的问题。针对该问题,基于固有频率和位移模态的l₁正则化模型存在位移模态对小损伤不敏感和l₁正则项不能准确地刻画结构损伤稀疏性的不足。针对这些不足,提出一种基于固有频率和应变模态加权l_p(0p(01正则化模型,所提出模型的抗噪能力更强;并且在相同噪声水平下,所提出模型的损伤识别精度更高。     

横拉杆载荷谱采集与疲劳仿真分析

本文以某型汽车多连杆悬架横拉杆为模型进行载荷谱时域历程采集、静强度校核、疲劳仿真分析。在横拉杆上选择合适位置粘贴应变片,组全桥测量轴向应变。在拉压力试验机上标定出横拉杆轴向受力与测点应变之间的线性关系。根据可靠性试验规范采集一个完整循环的横拉杆载荷谱,为疲劳分析提供力信号输入。建立横拉杆有限元模型,对比实测应变与仿真输出对应点应变,修改验证模型,保证有限元模型的准确性。以实测载荷谱为输入对横拉杆进行疲劳仿真分析,验证横拉杆是否满足可靠性要求。     

基于应变模态的桥梁损伤识别方法研究进展

应变模态相比其他模态参数对损伤有更高的敏感性,基于应变模态的损伤识别方法能够对局部损伤进行有效的识别,如何利用应变模态对桥梁结构进行准确而又全面的损伤识别(尤其是损伤定量)成为重要的研究方向。该文总结了近些年来基于应变模态的多种识别方法并分析了其特点,对进一步的研究提出了相关建议。     

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。     

面向自动驾驶编队的沥青路面结构疲劳寿命预估模型

与传统有人驾驶货车相比，自动驾驶货车编队具有更为紧凑的队列形式与更快的行驶速度，极大提高了道路通行能力与运输效率，但同时也使得车辆荷载作用特点发生了显著变化，从而影响沥青路面的疲劳寿命。针对现行疲劳寿命预估模型在自动驾驶货车编队行驶场景下适用性不足的问题，以编队荷载作用下的沥青路面结构层底应变波形特征为切入点，建立了面向自动驾驶货车编队的柔性基层沥青路面疲劳寿命预估模型。通过分析375种不同编队荷载工况下的沥青层层底应变波形，发现层底最大拉应变随行驶速度、前后车间距、左右车间距的增大而减小，随单列车辆数的减少而减小；针对波形参数的主成分分析结果表明，编队荷载下的应变波形可以用D、β_D-、θ_1sμ、θ_2sμ、ε_n共5个相互独立的特征参数进行表达，且该波形特征参数与编队行驶特性参数之间存在不同程度的相关性；依据等效损伤理论计算标准温度(20℃)下柔性基层沥青路面达到疲劳破坏时的编队荷载作用次数，进而提出了基于应变波形特征的沥青路面结构疲劳寿命预估模型。对比仿真结果与模型计算结果发现自动驾驶货车编队场景下...     

材料粘弹性对沥青混凝土钢桥面铺装结构疲劳寿命预估的影响

为研究材料粘弹性对钢桥面浇注式沥青混凝土铺装结构疲劳寿命预估结果的影响,建立粘弹性有限元模型,分析不同荷载作用次数下铺装结构表面拉应变的变化规律,并基于应变控制的铺装面层混凝土疲劳方程预估铺装的使用寿命。结果表明:由于受材料粘弹性特性影响,随着荷载作用次数增加,钢桥面铺装表面拉应变也随之增大,铺装疲劳寿命降低;荷载作用20 000次前变化更为明显,其后则趋于平缓。     

基于损伤-断裂力学的钢桥面铺装体系疲劳特性研究

基于损伤，断裂力学的方法就钢桥面沥青混合料铺装体系在循环荷栽作用下的力学行为和疲劳损伤特性进行理论分析。采用粘弹性损伤模型的能量转换方法对钢桥面沥青混合料层应力场、应变场及损伤场分布状况和演变规律进行研究，同时，建立了结构的疲劳寿命理论预测公式。最后。通过南京长江第二大桥钢桥面铺装体系疲劳实例分析，验证了预测公式的合理性，并与其他预测方法的结果进行了比较。     

高模量沥青路面内剪切应变水平研究

沥青混合料或沥青结合料疲劳性能测试中,应变控制水平的选取大多根据经验或参考别人的研究成果,缺乏理论依据。本研究选取3种典型的高模量沥青,基于应变扫描试验测试高模量沥青结合料的线性黏弹性应变范围,基于力学分析计算高模量沥青材料在路面结构内的剪切应变范围,综合考虑室内测试和理论分析,建议高模量沥青结合料疲劳性能测试应变水平为0.5%～7%。     

大跨斜拉桥扁平钢箱梁损伤定位指标的噪声鲁棒性比较研究

以润扬大桥斜拉桥的扁平钢箱梁结构为分析对象,采用子结构方法将扁平钢箱梁结构的整体尺度动力特性和细节尺度构件损伤相互衔接实现多尺度损伤分析。在此基础上对模态曲率、模态应变能、模态柔度和斜拉索索力等4类结构损伤定位指标的抗噪声干扰能力进行了对比分析。分析结果表明,模态应变能和模态柔度对于扁平钢箱梁结构损伤定位具有较好的互补性,将其相结合对扁平钢箱梁主跨和边跨的损伤识别具有较好的抗噪声干扰能力。