某大型低速柴油机曲轴的全生命周期疲劳计算与分析

以大型低速柴油机曲轴为研究对象,在传统动力学计算的基础上,利用UG和ANSYS软件建立曲轴有限元计算模型,运用全寿命法对曲轴进行疲劳计算,获得曲轴的安全系数和疲劳寿命,提出改进危险区域疲劳强度的结构措施和工艺措施。     

中腹摆弹机摆臂疲劳特性研究

作为中腹摆弹机的重要组成部分,摆臂在工作中受到复杂的交变载荷,易产生疲劳裂纹.为了研究中腹摆弹机的疲劳特性,建立了中腹摆弹机的动力学模型,通过编程输出了考虑摆臂惯性载荷最危险工况下的工作载荷.应用ANSYS和FE-SAFE软件,探讨了零件表面粗糙度对摆臂疲劳寿命和疲劳安全系数的影响.结果表明:零件表面粗糙度越大,应力集中越大,结构的安全系数越小,结构的疲劳寿命也越短,为摆臂样机加工制造工艺的编制提供了理论参考.     

基于热-机耦合的柴油机气缸套强度研究

为使气缸套的结构设计、制造、强度校核及疲劳寿命分析更加精确化,利用有限元仿真软件,对某型柴油机气缸套在热负荷、机械应力作用下的应力及变形情况分别进行单边界条件计算和热-机顺序耦合计算,并做疲劳分析。结果表明,热-机械顺序耦合下气缸套的最大应力分布于气缸套内表面与上表面交界处,最大值不超过材料的极限应力;气缸套的最小疲劳安全系数满足设计要求,最有可能发生疲劳破坏的部位位于气缸套上部螺栓孔根部所处的高度平面、水套最底面所处平面及气缸套上表面外沿处。     

基于热-机耦合的柴油机气缸套强度研究

为使气缸套的结构设计、制造、强度校核及疲劳寿命分析更加精确化,利用有限元仿真软件,对某型柴油机气缸套在热负荷、机械应力作用下的应力及变形情况分别进行单边界条件计算和热-机顺序耦合计算,并做疲劳分析。结果表明,热-机械顺序耦合下气缸套的最大应力分布于气缸套内表面与上表面交界处,最大值不超过材料的极限应力;气缸套的最小疲劳安全系数满足设计要求,最有可能发生疲劳破坏的部位位于气缸套上部螺栓孔根部所处的高度平面、水套最底面所处平面及气缸套上表面外沿处。     

热喷铝对船体钢焊接接头疲劳性能影响试验研究

通过对390MPa级船体钢焊接接头热喷铝与不喷铝疲劳对比试验，结果表明：在相同疲劳交变应力条件下，热喷铝焊接接头疲劳寿命大于不喷铝焊接接头的疲劳寿命。     

舰船柴油机零部件全寿命周期主动可靠性研究

从全寿命周期主动可靠性在柴油机设计中的体现入手,依据疲劳累积损伤模型确定功能函数;通过循环调用计算可靠度指标等方法,确定指定寿命任意置信水平下的可靠度.以曲轴为例,考察了不同应力水平下疲劳寿命与可靠度之间的关系.提出了基于可靠度和经济性求解维修周期的策略方法,对于故障时间的分布符合Weibull分布的零部件,进行了预防维修计划的算例分析.结果表明,给出的方法既适用于柴油机概念设计阶段预定结构寿命下的可靠性设计,也满足柴油机在使用阶段对故障预报的需求,为维修决策提供支持.     

金属基复合材料热机械疲劳寿命影响参数研究

基于细观损伤机理,通过对金属基复合材料在热/机械循环载荷下疲劳破坏的数值模拟,研究了六种参数对疲劳寿命的影响.结果表明:(1)疲劳寿命随着试样尺寸的增大而缩短,但达到临界尺寸,即纤维规模超过25根或者长度超过30倍纤维直径后,疲劳寿命将不受尺寸变化的影响;(2)纤维体积含量影响了材料抗疲劳破坏的能力,疲劳寿命随着纤维体积百分含量的提高而延长;(3)疲劳寿命依赖于纤维强度Weibull分布中形状参数的变化,疲劳寿命随着形状参数的增大而延长;(4)疲劳寿命随着疲劳延性系数的增大而延长,但随着疲劳延性指数绝对值的增大而缩短.     

柴油机活塞的低周热疲劳寿命预测与安全性评价

运用ＡＤＩＮＡＴ和ＡＤＩＮＡ程序计算了１２Ｖ１８０和４２－１６０柴油机活塞的轴对称温度场和循环弹塑性应力应变场以及Ｍｉｓｅｓ当量应力应变场。根据“起动－停车”波形，采用带环状缺口的圆柱形试件，进行了热疲劳和高温低周疲劳模拟试验试验和计算表明：当量应变范围与疲劳寿命之间存在着Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ公式关系，且不受试件结构形状和尺寸的影响；     

空气活塞的强度和疲劳分析

采用CAD软件UGNX2建模并利用通用有限元分析软件对柴油机的空气活塞进行了强度及疲劳分析，得出其应力分布云图及疲劳寿命云图，从而为空气活塞进一步合理改进提供参考。     

內应力与零件疲劳强度的关系

零件的疲劳強度,除了取决于材料的疲劳強度、应力集中、表面光洁度及周圍的介质……等情况外,在很大的程度上是取决于零件的内应力。如果零件存在着不适当的内应力,它将会严重的降低零件的疲劳強度;相反的,它会增加零件的寿命或疲劳強度。因此,对内应力与疲劳強度的关系的全面了解是非常必要的。总的来說,我們可以得出一个普遍的結論:拉伸内应力是有害的,而压縮内应力是有利的。不同加工工艺过程会引起不同的内应力。本文介紹了許多工艺过程中所引起的内应力,以及它对疲劳強度的关系。作者并突出的闡述了采用冷加工来消除圓孔的应力集中效应的成功經驗。     

锻钢钻孔冷却气缸盖在低速柴油机中的应用

柴油机热力参数提高后,机械负荷和热负荷相应增大。几何相似的两台柴油机只要它们的爆发压力相同,其受热零件的机械应力根据相似理论应该一一对应相等,但热应力却与气缸直径的平方成正比。气缸直径增大后,为了不使热应力急剧增长,若使受热零件的受热面壁厚保持不变     

多场耦合下燃气轮机涡轮盘的寿命预估

为了实现在离心载荷和温度梯度影响下燃气轮机涡轮盘的寿命预估,首先建立了该燃气轮机涡轮盘的有限元模型,并对其进行热弹塑性应力计算,进而找出该涡轮盘疲劳断裂的危险部位,并利用S-N曲线法对该部位进行疲劳寿命计算。该研究可以为燃气轮机后续的使用和维修提供参考依据,同时也对同类型涡轮盘的寿命预估起到借鉴作用。     

海上平台双燃料柴油机气门弹簧优化设计研究

对海上平台双燃料柴油机气门弹簧进行了优化设计研究,通过对气门弹簧材质选取、加工工艺、热处理工艺的策划研究,理顺了制造工艺流程.对气门弹簧进行了共振和稳性验算,并进行了疲劳寿命试验,通过实际装机运行,使用效果超过进口气门弹簧.     

螺纹接头环状阀在高速空压机上的应用

气阀是压缩机重要零件,又是易损件。它的好坏直接影响压缩机的工作.随着压缩机转速的提高,阀片弹簧因受冲击疲劳和磨损两方面影响,寿命显著缩短。因此高速空压机气阀的寿命问题成为众所周知的难题。     

焊接残余应力对船舶减振支架振动疲劳寿命影响分析

船舶减振支架是一种具有优良减振性能的隔振装置,使用弹性体将柴油机和齿轮箱等会发生振动行为的设备固定在减振支架上,能够有效防止设备在使用过程中因振动而对船体造成损伤。由于振动疲劳的影响,极易导致船舶减振支架结构在工作过程中突然发生疲劳断裂事故。本文首先对船舶减振支架进行有限元模态和频率响应分析,得到结构应力较大部位。然后,基于功率谱密度(PSD)法和Miner线性累积损伤理论对支架结构未考虑残余应力的振动疲劳寿命进行分析,得到结构易发生振动疲劳破坏的关键部位。最后,根据试验测得的焊接残余应力对S-N曲线进行修正,得到考虑不同焊接残余应力影响的减振支架振动疲劳寿命。研究结果表明:焊接残余应力对支架结构振动疲劳寿命的影响较大,应尽量降低或消除支架结构关键部位的有害焊接残余应力。     

控制船舶柴油机排放的最佳方法

有许多控制柴油机排放的方法，但有方法会引起燃油消耗率增加，零件腐蚀或热负荷提高等问题，因此，必须对控制柴油机排放的方法进行优化，实践证明，分层喷水和ＳＣＲ系统是降低柴油机排放的是最佳方法。     

舰船结构的耐疲劳性设计

为了在船舶设计初期了解船舶结构疲劳寿命,为详细设计提供参考并提高船舶结构设计质量,本文将热力学理论与弹性力学相结合,建立热-应力相互作用控制方程,探索船舶结构疲劳寿命计算与选型方法,并给出相应的算法流程。     

行星滚柱丝杠寿命试验台有限元分析

由于在寿命试验过程中,试验台受到的应力较大,存在疲劳破坏的风险,这将导致生产和测试过程中的巨大损失.对试验台中的关键零件进行一系列有限元结构分析,对提高行星滚柱丝杠寿命试验台的可靠性和使用寿命也具有一定的现实意义.     

基于有限元的含凹陷输气管道疲劳分析

针对ASME31.8中对管道单纯凹陷的允许存在的临界值,利用有限元法对凹陷深度为外径6%的输气管道在土体荷载、内压应力和温差热应力时的应力应变分布以及在冷态启输、热态启输和快速停输工况对管道的进行疲劳寿命模拟。同时基于模拟结果对凹陷深度为外径6%的凹陷管道进行疲劳寿命分析。结果表明:热态启输时管道凹陷部位及完好部位安全因子和寿命值最低,因此在实际生产运行中应当尽量减少热态启输工况次数。     

高压水射流对金属材料的喷丸强化及影响因素

基于对高压水射流技术的进一步研究发现,水射流可用于材料的表面喷丸强化。它有利于改善金属零部件表面的机械性能,尤其是在表面产生残余压应力,从而延长零件的疲劳寿命,其喷丸效果优于传统喷丸技术。另外,文章还简单地介绍了影响喷丸的一些因素以及今后研究的方向。