典型结构件的振动疲劳分析

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疲劳破坏特征

疲劳破坏特征

疲劳破坏特征
疲劳是指物体在受到重复加载或振动后逐渐失效的过程。

在工程材料和结构中,疲劳破坏是一种常见的失效形式,它会导致材料和结构的性能下降甚至失效。

疲劳破坏特征是指在材料或结构受到疲劳加载后出现的一些特征性破坏形态,了解这些特征对于预防疲劳破坏具有重要意义。

一、疲劳裂纹
疲劳裂纹是疲劳破坏的主要特征之一。

在材料或结构受到重复加载后,裂纹会逐渐形成并扩展,最终导致疲劳失效。

疲劳裂纹的形成和扩展是一个渐进的过程,通常会在材料的表面或表面下形成裂纹,然后逐渐扩展至整个截面,最终导致失效。

因此,对于疲劳裂纹的监测和控制至关重要。

二、表面粗糙度增加
在疲劳加载下,材料表面的粗糙度会逐渐增加。

这是因为疲劳加载会导致微观裂纹的形成和扩展,进而导致表面的粗糙度增加。

当表
面粗糙度增加到一定程度时,会导致应力集中和疲劳裂纹的形成,加剧了疲劳破坏的发展。

三、变形增加
在疲劳加载下,材料或结构的变形会逐渐增加。

这是因为疲劳加载会导致材料的塑性变形,进而导致变形增加。

随着变形的增加,材料或结构的强度和刚度会逐渐下降,最终导致疲劳失效。

综上所述,疲劳破坏特征包括疲劳裂纹的形成和扩展、表面粗糙度的增加以及变形的增加。

了解这些特征对于预防疲劳破坏具有重要意义,可以通过监测和控制这些特征来延缓疲劳失效的发生,提高材料和结构的使用寿命。

振动分析案例(48个实例)

振动分析案例(48个实例)
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实例No.3 某汽轮机叶片断裂故障
转子不平衡 !
上海石化自备电厂5#汽轮机轴承座振动速度突增至5. 25毫米/ 秒, 有效值,而6#机仅为0. 466毫米/秒,有效值;振动速度频谱均为 一倍转速频率50赫兹。诊断为转子不平衡,据历史经验,汽轮 14 机叶片又断了!停机检查证实的确断了五片转子叶片!
故障诊断应用实例精选 -------(48例)-------1
Contents目录
实例No.1某压缩机组振动频谱分析 实例No.2某 30万吨/年乙烯装置裂解气压缩机组转子 动不平衡故障 实例No.3某汽轮机叶片断裂故障 实例No.4某透平膨胀机叶片断裂故障 实例No.5某锅炉风机地脚螺栓松动故障 实例No.6某大型风机轴承座松动故障 实例No.7某油气田平台中甲板压缩机平台振动故障诊断 实例No.8某循环气压缩机管道振动和噪声故障 实例No.9某原油泵进口管道共振故障的诊断和排除 实例No.10某立式泵严重共振引起叶轮轴疲劳断裂故障的诊断 实例No.11某往复式空压机的出口管道共振故障的诊断 实例No.12某锅炉给水泵的流体动力振动故障的诊断 实例No.13某除尘风机组轴承座刚性差及流体动力激振振动故障的诊断 实例No.14某汽轮机转子摩擦和滚动轴承故障 实例No.15某送风机电动机转子与定子相磨故障的诊断 2 实例No.16某螺杆式压缩机转子磨损故障的诊断
振动频谱中包含机器零部件的机械状态信息
电机转速N0=1480转/分 =24.6667赫兹
9999999
压缩机转速N1=6854.7转/分 =114.245赫兹 小齿轮齿数Z0=38 大齿轮齿数Z1=176 齿轮啮合频率Fm=N0Z0 =N1 Z =4341.3赫兹 齿轮边带频率Fb=Fm±i N0或 Fm ±i N1

泵振动原因、测试与解决方法

泵振动原因、测试与解决方法

泵振动原因和测试与解决方法目录_Toc34896210总则 (3)振动评估 (3)泵的运行点对振动的影响 (4)泵入口设计对振动的影响 (5)平衡 (6)泵/驱动机对中 (6)共振 (7)转子动力学评估 (9)流体“增加质量”对转子动力学固有频率的影响 (10)环形密封“Lomakin效应”对转子动力学固有频率的影响 (10)转子扭转分析 (11)转子动力稳定性 (13)参数共振和分数频率 (15)测试方法– FFT频谱分析 (16)测试方法–冲击(敲击)测试 (17)振动故障排查 (19)案例:立式泵带空心轴/齿轮箱驱动 (22)总结 (24)总则当泵及其关联系统发生故障时,通常归结到四种类型:断裂,疲劳,摩擦磨损或泄漏。

断裂的原因是过载,例如超过预期的压力,或管口负荷超出推荐的水平。

疲劳的条件是施加的载荷是交变的,应力周期地超过材料破裂的耐久极限,泵部件的疲劳主要由振动过大引起,而振动大由转子不平衡,泵和驱动机之间轴中心线的过大不对中,或固有频率共振放大的过大运动引起。

摩擦磨损和密封泄漏意味着转子和定子之间的相互定位没有在设计的容差范围。

这可以动态发生,一般原因是过大的振动。

当磨损或泄漏位于壳体单个角度位置,常见的原因是不可接受的管口载荷量,及其导致的或独立的泵/驱动机不对中。

在高能泵(特别是加氢裂化和锅炉给水泵),另一个在定子一个位置摩擦的可能性是温度变化太快,导致每个部件由于随温度的变化,长度和装配不匹配。

有一些特定的方法和程序可供遵循,降低发生这些问题的机会;或如果发生了,帮助确定解决这些问题的方法,从而让一台泵保养的更好。

振动评估关于泵的振动和其它不稳定机械状态的诊断或预测,应包括如下评估:•转子动力学行为,包括临界转速,激励响应,和稳定性•扭转临界转速和振荡应力,包括起机/停机瞬态•管路和管口负荷引起的不稳定应力,和不对中导致的扭曲•由于扭振、止推和径向负荷导致高应力部件的疲劳•轴承和密封的稳态和动态行为•正常运行和连锁停机过程的润滑系统运行•工作范围对振动的影响•组合的泵和系统中的声学共振(类似喇叭)通常讨论的振动问题是轴的横向振动,即与轴垂直的转子动力学运动,然而,振动问题也会在泵的定子结构发生,如立式泵,另外振动也会发生在轴向,也可能涉及扭振。

风机喘振的原因现象及处理方法

风机喘振的原因现象及处理方法

风机喘振的原因现象及处理方法风机喘振是指风机在运行过程中出现的振动现象,通常表现为风机整体或部分结构的不稳定振动,会导致设备损坏甚至危及人身安全。

喘振的出现往往会给生产和运行带来严重的影响,因此对于喘振现象的原因和处理方法,我们有必要进行深入的了解和研究。

一、原因分析。

1. 气动力失稳。

风机在运行时,由于叶片的设计不合理或叶片表面的腐蚀、磨损等因素,会导致风机叶片受到气动力的不稳定作用,从而引起振动。

2. 结构失稳。

风机的结构设计不合理、材料疲劳、连接螺栓松动等因素都会导致风机结构的失稳,从而引起喘振现象。

3. 惯性失稳。

风机在运行过程中,由于叶轮的不平衡或转子的不对称等因素,会导致风机的惯性失稳,从而引起振动现象。

二、现象表现。

1. 频率跳变。

风机在运行中,频率突然发生跳变,表现为振动频率明显变化,这是喘振现象的典型表现。

2. 声音异常。

风机在喘振时,会发出异常的噪音,通常是低频、深沉的嗡嗡声,这是喘振现象的另一种表现形式。

3. 振动幅值增大。

喘振时,风机的振动幅值会明显增大,甚至超出正常范围,这是喘振现象的直观表现。

三、处理方法。

1. 优化设计。

针对风机叶片和结构的设计不合理问题,可以通过优化设计来解决。

采用流场仿真、结构分析等技术手段,对风机进行全面的设计优化,提高风机的稳定性和抗振能力。

2. 定期检测。

针对风机结构的材料疲劳、连接螺栓松动等问题,需要定期进行检测和维护。

通过振动监测系统、结构健康监测技术等手段,及时发现并处理风机结构的失稳问题。

3. 动平衡调整。

针对风机惯性失稳问题,可以通过动平衡调整来解决。

对风机叶轮、转子等部件进行动平衡校正,提高风机的运行平稳性。

4. 加强管理。

在风机运行过程中,加强对风机的管理和维护,做好日常巡检和保养工作,及时发现并处理风机的异常现象,防止喘振现象的发生。

综上所述,风机喘振是一种常见的振动现象,其产生的原因复杂多样,需要我们对风机的设计、运行和维护进行全面的考虑和处理。

MEMS典型失效机理和失效模式总结

MEMS典型失效机理和失效模式总结

MEMS典型失效机理和失效模式总结MEMS(微机电系统)是一种集成了微机械、微电子、微光学等技术的微型器件,其制造工艺相比传统器件更加复杂和微小,因此在使用过程中也存在着一些典型的失效机理和失效模式。

下面将对MEMS的典型失效机理和失效模式进行总结。

1.疲劳失效:MEMS器件中的微小零件在长期使用过程中受到了频繁的应力和振动作用,容易产生疲劳失效。

其中一个常见的疲劳失效机制是微弯曲薄膜的断裂,这是由于薄膜受到了重复的弯曲应力,从而导致薄膜中出现了裂纹并最终断裂。

另一个常见的疲劳失效机制是零件的微动疲劳,这是由于MEMS器件中的一些零件需要频繁地运动,产生了一些微小的位移,从而导致了零件的疲劳断裂。

2.电介质失效:MEMS器件中的许多部分都是由电介质材料构成,这些材料容易受到电介质失效的影响。

电介质失效主要包括两种类型,一种是耐电压失效,指的是电介质材料遭受太高的电压而发生击穿或损坏。

另一种是介电泄露失效,指的是电介质材料的电阻率增加导致电流泄漏,影响器件的性能。

3.粗糙度失效:MEMS器件的性能很大程度上依赖于表面粗糙度。

当MEMS器件的表面发生粗糙度增加时,会导致摩擦增加和表面能的增加,从而可能导致零件无法正常运动或卡住,最终导致器件失效。

4.氧化失效:由于MEMS器件中的一些零件和结构暴露在空气中,容易受到氧化过程的影响。

当MEMS器件中的金属材料遭受氧化时,会导致材料内部产生氧化层,从而增加了电阻率,影响器件性能。

5.温度失效:MEMS器件在使用过程中容易受到温度变化的影响。

当器件暴露在高温环境下时,可能导致材料膨胀不均匀,从而使器件产生微小的形变,导致器件的性能下降或失效。

6.湿度失效:MEMS器件中的一些结构和材料容易与水分接触,从而受到湿度的影响。

当器件暴露在高湿环境下时,可能导致一些零件和连接薄膜变湿、膨胀或腐蚀,进而导致零件失效或材料失效。

总之,MEMS器件的典型失效机理和失效模式包括疲劳失效、电介质失效、粗糙度失效、氧化失效、温度失效和湿度失效。

双馈型风力发电机组振动问题分析与处理

双馈型风力发电机组振动问题分析与处理

双馈型风力发电机组振动问题分析与处理摘要:随着可再生能源的不断发展,风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。

然而,双馈型风力发电机组作为一种常见的风力发电装置,其振动问题日益凸显,给系统的稳定性和安全运行带来了一定的挑战。

为了解决双馈型风力发电机组的振动问题,本文以典型双馈型风力发电机组为研究对象,分析了其振动问题的成因,旨在为风力发电领域的从业人员提供有关双馈型风力发电机组振动问题的分析与处理方法,以保障风力发电系统的稳定运行。

关键词:双馈型风力发电机组;振动问题;分析与处理引言:随着全球对可再生能源的需求不断增加,风力发电作为一种清洁、低碳的能源形式得到了广泛应用。

双馈型风力发电机组作为其中的重要形式之一,具有结构简单、效率较高等优点,在风力发电领域占据重要地位。

然而,随着风力发电技术的快速发展,双馈型风力发电机组在实际运行中也暴露出一些振动问题,如机组振动、叶片振动等,严重影响了风力发电系统的稳定性和安全性。

一、双馈型风力发电机组振动问题分析1、机械结构方面风力发电机组的机械结构在面对外界风力的作用下容易产生振动。

机械结构问题可能包括不平衡负载、材料疲劳、制造缺陷等。

例如,叶片与主轴的连接处存在不合理的设计可能导致不稳定的振动。

此外,由于叶片的旋转速度和风速之间存在关联,当风速突变时,叶片受力不均匀,从而引发机械振动。

因此,通过优化叶片、主轴等关键部件的设计和制造,提高材料的耐久性以及应用先进的振动减震技术,可以显著减少机械结构引起的振动问题。

2、电气系统方面风力发电机组的电气系统也是振动问题的一个重要来源。

电气问题可能包括电机不平衡、电气控制失效、变频器调节不当等。

电机不平衡会引发旋转部件的震动,而电气控制失效可能导致机组无法正常启停,进而引发振动问题。

特别是在双馈型风力发电机组中,电气系统与机械系统之间存在复杂的耦合关系,电气问题往往会影响到机械系统的运行稳定性[1]。

因此,通过定期进行电机的动平衡校正,强化电气控制系统的监测与维护,确保电气系统的正常运行,是减少电气系统引起振动问题的关键措施之一。

结构振动疲劳技术-姚起杭老师

结构振动疲劳技术-姚起杭老师
其中之3.6.1条结构振动,3.6.3条系统振动,都 规定其结构部件不应产生过度振动或疲劳破坏。
精品
1.6.3 MIL-A-8870B(AS)振动、颤振和发散 其附录A中,30.2.4条要求进行结构动态疲劳分
析,和动态疲劳寿命预计,并规定应使用随机振动 试验得出的S-N曲线。 1.6.4 JSSG-2006美联合使用设计规范
• 2.1 振动破坏类型分析
• 2.1.1 振动疲劳破坏
• 2.1.2 振动峰值破坏(多次穿越破坏)
• 2.2 结构振动疲劳寿命计算
• 2.2.1 随机振动应力计算
• 2.2.2 适用的振动疲劳曲线
• 2.3 一般结构的振动疲劳寿命计算
• 2.3.1 周期振动
• 2.3.2 随机振动
• 2.3.3 简单结构振动疲劳计算举例
精品
1.5.5 即使是同一结构在两种疲劳载荷下同一部分的表面应力测量结果相 同,但由于两种载荷引起该部分的三维应力分布一般不会相同;振动疲 劳与所处共振模态在该部位的三维应变分布有关,静态疲劳在该部位产 生的是静弹性引起的三维应力分布,所以两者的疲劳寿命一般并不会相 同。 1.5.6 两者的裂纹扩展特性也不会相同,振动疲劳的裂纹扩展特性应当按 照趋向共振和离开共振两种情况来分析。 1.5.7根据振动疲劳的定义和特点可知除了由飞一续一飞等极低频大载荷 产生的飞机机翼、机身整体构件裂纹问题外,其它大部分飞机拘件、蒙 皮、桁、肋的局部裂纹,大多是经受一定振动力产生共振导致的振动疲 劳向题,舰船及民用机械的大部分疲劳问题也都属于振动疲劳问题。所 以建立和普及振动疲劳技术以代替以往只用静态疲劳方法处理这些问题 有非常重要的实用意义和经济价值,这也是振动工作者当前面临的一项 非常重要的工作。

搅拌反应釜振动分析及结构优化

搅拌反应釜振动分析及结构优化
设备的总体强度采用常规计算进行设计校 核!根据常规设计确定的结构尺寸进行初步建模 分析!然后根据分析结果进行局部结构改进" 根 据计算! 搅拌口与封头连接处应力不满足要求! 因此进行了加筋结构改进"
边界约束条件&设备底座螺栓孔不能相对滑 动!对支座底板面全位移约束'搅拌轴与上(下支 座之间进行刚性位移约束% !"! 振动特性评定
第 !" 卷 第 # 期
化工机械
%"
搅拌反应釜振动分析及结构优化
李小虎
)上海森松压力容器有限公司*
摘 要 采用 43565 软件!对一台大型搅拌反应 釜进行静强度分析"模态 分 析"谐 响应分 析 和 疲劳分 析#重点对该设备的振动特性和疲劳问题进行校核!并结合工程实践进行结构优化$ 经分析可知!类似的
第 !" 卷 第 # 期
化工机械
*6
率 &2 接近时 "即 会 发 生 共振 "共 振 发 生 的 频 率 范
! 围为$f#<f2<
$f#"即当
1.633H@</2<
*52"/?@ 时" 有发生共振的危险%
由表 2 可知" 除去搅拌轴外" 反应 釜 的 最 低 频率为 1/5666H@" 大于 352"/H@" 因此该设备在工 作中不会与搅拌装置发生共振%
表 # 反应釜需要分析的内容
分析类型 模态分析 谐响应分析
静强度分析 强度分析
部件评定范围 整台设备 整台设备
顶封头和支腿 搅拌挡板
分析内容
分析设备的自然频率%防止搅拌装置与设备主体发生共振 搅拌口刚度:校核由于搅拌动载荷引起的搅拌口偏转角度,在±0.05++"之间

Workbench中文讲义——疲劳分析

Workbench中文讲义——疲劳分析
相反,非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系,典型情 况包括:
σ1/σ2=constant
在两个不同载荷工况间的交替变化; 交变载荷叠加在静载荷上; 非线性边界条件。
应力定义
考虑在最大最小应力值σmin和σmax作用下的比例载荷、恒定 振幅的情况:
应力范围Δσ定义为(σmax-σmin) 平均应力σm定义为(σmax+σmin)/2 应力幅或交变应力σa是Δσ/2 应力比R是σmin/σmax 当施加的是大小相等且方向相反的载荷时,发生的是对称循 环载荷。这就是σm=0,R=-1的情况。 当施加载荷后又撤除该载荷,将发生脉动循环载荷。这就是 σm=σmax/2,R=0的情况。
S-N曲线是通过对试件做疲劳测试得到的弯曲或轴向测试反映的是单轴 的应力状态,影响S-N曲线的因素很多,其中的一些需要的注意,如下:
因此,记住以下几点:一个部件通常经受多轴应力状态。如果疲劳数据 (S-N 曲线)是从反映单轴应力状态的测试中得到的,那么在计算寿命时就要 注意:(1)如何把结果和S-N曲线相关联的选择,包括多轴应力的选择; (2)双轴应力结果有助于计算在给定位置的情况。
几何模型
指定材料特性,包括S-N曲线;
定义接触区域(若采用的话); 定义网格控制(可选的); 包括载荷和支撑;
(设定)需要的结果,包括Fatigue tool;
求解模型; 查看结果。
Workbench中S-N曲线 在WB中可以通过打开材料编辑器
来定义S-N曲线。(一般每种材料 都有软件设置好的S-N曲线)
Linear——线性 Semi-Log——半对数曲线 Log-Log——双对数曲线
一般常用平均应力
可选择单一的S-N曲线。亦 可添加多重曲线
Workbench中S-N曲线

考虑结构裂纹扩展的振动疲劳寿命计算方法

考虑结构裂纹扩展的振动疲劳寿命计算方法
速度、 速度 和位移 列 向量 。
单 构 件组成 的复杂结 构 , 如 , 行器上 广 泛采用 的 譬 飞 典 型加 筋壁 板 。虽然 采用 加筋 板 结构在 一定 程度 上
有 阻 碍 结构 裂 纹扩 展 的效 果 , 是有 关 飞 行器 结 构 但
求 解方 程 ( ) 1 可获 得结构 最 大应力 , 并确定 结构
构 疲 劳寿命 具 有很 大的影 响 。 然而 , 献 仅 仅 针对 简 单 结 构件 进 行 耦合 效 应 文 分 析 , 工 程应 用还很 远 。 距 工程 实 际结构 很 多是 由简
式 中
为质 量 矩 阵 ; c为 阻 尼 矩 阵 ; 为 刚 度矩
阵; F为激 励 力列 阵 ; 和 分别 为 各节 点相 对加 ,
耦 合效 应 。 对此 , 者 曾以裂 纹梁 和裂纹 板 为对象 开 作 展 了振 动 与 疲 劳 裂 纹 扩 展 耦 合 效 应 分 析 与 试 验 研 究 E 3;hh和 C e 1 ]S i  ̄ h n根据 断裂 力 学 的应 力强 度 因子
对 于 简单 结 构 而 言 , 动应 力 强度 因子 可 以通过
研 究 了振 动对 含单边 裂 纹矩形 板 疲劳裂 纹 扩展 的影
由于 建立 复 杂 结构 的振 动模 型 十 分 困难 , 常 通 把 复 杂 结构 离散 为 多 自由度 系统 , 动 力 学方 程 可 其
表 示 为
M + C + Kx = F x () 1
响[ ] s 。结论 表 明 , 动疲 劳裂 纹扩 展耦 合效应 对 结 振
危 险位 置 。 因为裂 纹扩 展会 导致结 构模 态变 化 , 而 进
的振 动疲 劳情 况依 然严 重 。 其 原 因 , 些 结构 的强 究 这 度 计 算 没有 进 行动 力 学 分 析 , 劳设 计 依 然采 用 静 疲

汽车零部件的疲劳失效分析

汽车零部件的疲劳失效分析
8
疲劳失效分析基础
疲劳失效的特征:载荷的影响
9
疲劳失效断口图谱(举例)
10
疲劳失效案例-轴类零件
作用:连接、传递扭矩、承受弯矩 受力:扭转、弯曲、接触应力
典型零件:曲轴 凸轮轴 变速箱二轴 、一轴 半轴 摇臂轴 轮毂轴 连通轴 各类连接轴、输出轴
特点:零件不同部位的受力要求相差很大, 需要在不同部位进行表面处理等手段。
典型零件: 后桥壳、车轮、轮毂轴管、半轴套管、传动轴 各类油管(不锈钢薄壁管、高压油管)、柱塞套
案例
柱塞套失效分析 燃油回油管
13
疲劳失效案例-弹簧类零件
钢板弹簧 螺旋弹簧 扭力杆
钢板弹簧 服役条件:汽车悬架系统中的弹性元件,其作用主要有: 1. 传力作用。传递车桥与车架之间载荷。 2缓冲作用。缓冲来自车轮的冲击力。 3.导向作用。 当它在汽车上纵向安置并且一端与车架作固定铰链连接时,使车轮 按一定轨迹相对于车架和车身跳动。 工作中作用在钢板弹簧上的载荷主要有: 1.来自汽车车架的垂直压力以及由此产生的来自车桥的反向支承力。当车桥和车架 相互远离时,钢板弹簧所受的这一垂直载荷和变形逐渐减小,有时甚至会反向。 2.由于路面不平等原因引起的振动而对簧片产生的扭曲力。 3.钢板弹簧在载荷作用下变形时,各片之间相对滑动而产生的摩擦力与接触应力。
案例
42CrMo 螺栓 减振器螺栓
19
案例
喷射泵联接轴 轮毂半轴 连通轴
11
疲劳失效案例-杆类零件
作用:连接、承受弯矩或承受拉力 受力:单向或双向弯曲、部分零件存在接触应力 特点:形状复杂,多孔、多台阶等
大多要求调质处理 典型零件:前轴 横向稳定杆 直拉杆 变速器操纵 杆球头拉杆 转向节臂
案例

压缩机出口管系振动分析及结构改进

压缩机出口管系振动分析及结构改进

领域 。 由于往复式压缩机和泵 的间歇吸人和排出导致管道 内产生 压力脉动 , 其在设计和运行过程 中最常见 的一个问题就是管道的
振动 问题 ”在生产实践 中, 。 管道的强烈振动会使管路附件尤其是 管道 的连接部位 、 管道与附件 的连接部位和管道与支架 的连接部
位等处发生磨损松动。在振动所产生 的交变应力作用下 , 导致疲
Ke r s: p lnev br i n; o la l ss S r c ur l pr e nt y wo d Pi e i i ato M da na y i ; t u t a m ov me
中图分 类号 : H1 文献标 识码 : T 6 A
l 引 言
往 复 式 压 缩 机 被 广 泛 应 用 于石 油 、 工 、 金 、 力 等 工 业 化 冶 动
阶数 1 2 3 4 5 6 7 8
频率( ) 1 . 1. 2 . 2 . 3 . 3 . 3 . 4 . Hz 3 58 8 6 75 9 0 46 7 7 4 2 9
管系的三阶振型 ,如图 2 所示。这里需要说明的一点是 , 在
上, 施加对称约束 。 管道本身的重量通过在 A S S中材料参数 中 改 造 , 道 直 径从  ̄ 5 m 改 为 西15 m, 在距 离 该 三 通 位 NY 将管 b m 9 m 同时 1 输人密度 , 值为 78 1 g , . 0k/ 阀门的质量作为集中荷作用在阀门 置 8 0 x ms 5 mm处的位置增设两个支架 ,以限制振动 ,改变其 固有频
所在位置 。有限元模型及其载荷约束 , 如图 1 所示 。 率。根据改造后的情况 , 对该管系建立有 限元模 型, 图 3所示。 如
3管系的有 限元模态分析结果

振动疲劳关键技术及其在底盘结构中的应用

振动疲劳关键技术及其在底盘结构中的应用

振动疲劳关键技术及其在底盘结构中的应用
毛显红;侯之超;宋立新;罗明军;赵永玲
【期刊名称】《汽车工程学报》
【年(卷),期】2013(003)002
【摘要】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.
【总页数】6页(P133-138)
【作者】毛显红;侯之超;宋立新;罗明军;赵永玲
【作者单位】清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084
【正文语种】中文
【中图分类】U461.7+1
【相关文献】
1.车辆振动系统结构疲劳寿命预测方法及应用 [J], 吕澎民;赵邦华
2.结构疲劳因子在结构疲劳分析中的应用 [J], 吕立伟;王璞;赵耕贤
3.应变反求载荷方法在底盘件疲劳分析中的应用 [J], 汪谟清;沈磊
4.有限元仿真在振动结构疲劳分析中的应用 [J], 刘龙涛;李传日;马甜;乔亮
5.振动疲劳寿命分析在主镜支撑结构设计中的应用 [J], 余飞;吴清文;王宝石;邹艳;曲利新;黄涛;郑飞
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典型结构件的振动疲劳分析
图清单
图 1.1 基础激励振动疲劳试验装置 ........................................................................................ 4 图 1.2 铝合金疲劳裂纹扩展曲线及实物图.............................................................................. 4 图 1.3 复合膜材料疲劳寿命曲线............................................................................................ 5 图 1.4 有机塑料的 S-N 曲线 ................................................................................................... 5 图 1.5 LY12CZ 铝合金动态疲劳 S-N 曲线.........................................................................频率,模型修正,频率变化,裂纹扩展
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典型结构件的振动疲劳分析
Abstract
At present, the conventional analytical methods of static fatigue has been formed a separate system, and in engineering applications are quite ripe. But in actual environment, the project structure is often working in the environment of the vibration loads, the principal loss of structure is caused by vibration. Only use the idea of static fatigue can not compeletly explain the vibration conditions of failure,because it omits the key role of the changes of frequency . As a result, we take the common typical structure of aircraft as analyzing objects. Futhermore, we use the finite element software of MSC.patran&nastran and fatigue as a platform building dynamic models to study its’dynamic features and fatigue life. This paper put forward a method which considers frequency as a main factor to predict the life of structure. All works of this paper includes: First, we choose unidirectional stiffened plate and linking slab which are widely used in aircraft as objects to complete the structural vibration fatigue experiments under resonant excitation, realizing band motivation of the incentive frequency tracking structure inherent frequency and studying structure life change rule and the dynamic change of natural frequency by the resonance conditions. Results show that structural dynamic characteristics have important influence on fatigue life and nature frequency with the fatigue process is drab degressive. Futhermore, all works Based on the MSC. Patran&nastran platform, establishing the typical structure finite element dynamic model to complete the modal analysis and validate the finite element model is correct. And we use the amended model to analysis structure dynamic response, so as to realize the fatigue life calculation. Moreover, considering frequency variation of structure damage effect, this paper puts forward the frequency as the main parameters of resonance fatigue longevity methods. Through reasonable simplification and assumptions, using the finite element software of ABAQUS to simulate the dynamic structure crack propagation (named frequency of dynamic decreasing process), dynamic analysis is studied on each stages. SN method and damage tolerance are picked to simulate the progress of Adopt SN method, damage tolerance is done by the way under the condition of simulation timely resonance fatigue life. The example shows that the method is simple and reasonable and provides reference for vibration fatigue analysis. Key words : vibration fatigue; typical structure; natural frequency; model modification; frequency change; crack propagation
图 3.1 连接板结构及尺寸 .................................................................................................... 15 图 3.2 1.6mm 加筋板结构及尺寸........................................................................................... 15 图 3.3 实验系统安装示意图................................................................................................. 16 图 3.4 ideas 中的识别模型 .................................................................................................... 16 图 3.5 第一阶振型及频率 ..................................................................................................... 17 图 3.6 第二阶振型及频率 ..................................................................................................... 17 图 3.7 第三阶振型及频率 ..................................................................................................... 17 图 3.8 第一阶振型及频率 ..................................................................................................... 17 图 3.9 第二阶振型及频率 ..................................................................................................... 17 图 3.10 第三阶振型及频率 ................................................................................................... 17 图 3.11 加筋板实验系统安装示意图..................................................................................... 18 图 3.12 连接板实验系统安装示意 ........................................................................................ 18 图 3.13 软件控制界面.......................................................................................................... 19 图 3.15 加筋板配重 ............................................................................................................. 21 图 3.16 连接板配重.............................................................................................................. 21 图 3.17 加筋板实验系统装夹 ............................................................................................... 21 图 3.18 连接板的实验系统装夹 ............................................................................................ 21 图 3.19 加筋板应变片黏贴位置............................................................................................ 22 图 3.20 连接板应变片黏贴位置 ............................................................................................ 22 图 3.21 实验系统的操作流程................................................................................................ 23 图 3.22 1.6mm 定应力应变寿命关系 ..................................................................................... 23 图 3.23 1.6mm 定应力载荷寿命关系 ..................................................................................... 24 图 3.24 1.6mm 定应力频率寿命关系 ..................................................................................... 24 图 3.25 2mm 定载荷载荷寿命历程........................................................................................ 25 图 3.26 2mm 定载荷应变寿命历程........................................................................................ 25
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