基于外推缺口应力法的铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命评估（英文）

运用外推缺口应力法研究了铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命.首先分析了焊接铸钢节点有限元模型的网格敏感性以确定最优网格尺寸.基于焊接铸钢节点有限元模型焊趾和焊根处的应力场分析,使用外推缺口应力法的sharp模型推导有效缺口应力法rounded模型的有效缺口应力,其关键问题是计算外推点C,而参数C与焊接铸钢节点的几何参数之间具有指数函数关系.通过设置不同的几何参数值,确定相应的C值,通过多元线性回归分析可得到外推点C与几何参数之间的函数关系.最后,基于有效缺口应力疲劳参量,根据IIW规范评估了典型铸钢节点环形对接焊缝的疲劳寿命.研究结果表明,外推缺口应力法有效地简化了有效缺口应力的计算过程,同时可准确地评估铸钢节点环形对接焊缝的疲劳设计寿命.     

曲轴铸造设计及其有限元实验分析

曲轴的动力学特性直接关系到整个内燃机中的效率,尤其是疲劳寿命。建立了柴油机曲轴的飞轮组三维模型,选用Hyper Mesh进行网格优化,最后建立了相应的动力学仿真Excite模型。实验结果表明:在轴颈两段的应力集中处较容易发生曲轴疲劳破坏,相应的疲劳寿命为最短,将是第一个发生疲劳破坏。结果对于曲轴的疲劳寿命改进具有一定的参考意义。     

基于现场芯样的沥青面层疲劳开裂分析（英文）

为了评估不同类型沥青路面的抗疲劳性能,采用半圆弯曲试验和数字图像相关法对典型裂缝处钻取的现场芯样进行测试.分别采用不同类型疲劳模型对试验结果进行分析,并结合芯样抽提和筛分结果确定不同路段的疲劳开裂成因.结果表明:现场芯样的抗疲劳性能从高到低依次为改性橡胶沥青混合料、密级配改性沥青混合料、连续级配沥青稳定碎石、间断级配多碎石沥青混凝土、半开级配沥青稳定碎石;与半开级配沥青稳定碎石相比,改性橡胶沥青混合料的疲劳寿命提高了2.0~3.8倍;采用耗散能密度比指标可以准确地预估不同类型混合料的疲劳寿命和实际路面破损率;不同类型沥青混合料的疲劳开裂成因并不一致.     

十字板焊接空心球节点数值模拟和常幅疲劳试验（英文）

为了揭示十字板焊接空心球节点(简称板球节点)常幅疲劳破坏机理并建立其相应计算公式,对板球节点进行疲劳试验.基于自行设计的加载装置,进行了19个节点试件的常幅疲劳试验;采用有限元对节点进行静力分析,并利用扫描电子显微镜对节点疲劳破坏断口进行金相分析.数值模拟和试验结果表明:板球节点中热点位于连接焊缝焊址球面处,且该点应力集中程度严重;节点疲劳裂纹萌生于焊缝焊址处且以板宽为直径沿球面环向扩展直至疲劳断裂.节点初始焊接缺陷及构造细节是构成疲劳失效的主要因素.基于常幅疲劳试验结果线性拟合得到了该节点的S-N曲线,并以热点应力幅为变量建立了其常幅疲劳计算公式.     

单斗液压挖掘机工作装置的有限元分析及疲劳寿命分析

挖掘机在当代各项工程建设中有着广泛的应用,工作环境较为恶劣。工作装置是挖掘机作业时的直接受载部件,作业对象不定,在工作过程中的运动与受力情况非常复杂,其设计水平和工作寿命是挖掘机工作装置工作性能优劣的重要标志。本文根据挖掘机工作装置的作业特点,对其进行有限元分析和疲劳寿命分析。     

基于ANSYS Workbench的管道疲劳强度分析及优化

疲劳破坏作为一种常见的失效形式,直接关系到机械结构的寿命,通过有限元软件ANSYSWorkbench能够准确计算出机械结构的疲劳寿命。通过SolidWorks建立三维实体模型,在ANSYSWorkbench中进行网格划分,对于液体冲击及螺栓预紧力作用分为两种环境进行静力学计算。将两种环境叠加处理,再通过ANSYSWorkbench中的FatugueTool模块进行非比例载荷疲劳寿命分析。然后根据管道的疲劳寿命结果,优化螺栓预紧力大小,选取最优螺栓预紧力实现管道疲劳寿命的最大化,优化结构的疲劳强度。结果表明,经螺栓预紧力优化后,管道疲劳寿命提高了10%。     

表面强化对透平叶片用2Cr13不锈钢抗疲劳性能的影响研究

研究了喷丸表面强化对装备制造透平叶片常用的马氏体不锈钢2Cr13抗疲劳性能的影响.调整喷丸强度和喷丸角度,采用3种不同喷丸工艺进行表面强化处理,利用X射线残余应力测试仪、原子力显微镜(AFM)和金相显微镜等分析了喷丸强度对材料残余应力场、表面粗糙度和微观组织的影响;利用旋转弯曲疲劳实验研究喷丸强化前后材料抗疲劳性能的改善状况,探讨了喷丸工艺对疲劳寿命影响的作用机制.结果表明:与未喷丸处理相比,优化后的喷丸工艺能够有效提高2Cr13叶片材料的抗疲劳特性,最高可以提高原疲劳寿命的8. 6%,喷丸强化提高疲劳寿命的机制源于表面晶粒细化及残余压应力场的引入.     

铝合金车轮动态径向疲劳试验仿真分析与寿命预测

动态径向疲劳试验是评测铝合金车轮安全性的三大性能试验之一,采用有限元方法实现试验的仿真分析和疲劳寿命预测,能够减少物理试验次数,提高车轮设计研发效率.基于ANSYS Workbench平台,考虑轮胎充气压力对仿真结果的影响,建立了试验仿真有限元模型,实现了15×6JJ铝合金车轮动态径向疲劳试验的仿真分析,运用S-N疲劳分析方法得到了径向试验载荷下车轮的疲劳寿命及损伤分布情况.研究结果表明,轮缘、胎圈座和辐条根部后侧是疲劳损伤的主要集中部位,需要进行设计改进.     

基于ANSYS排水泵注塑模型腔疲劳可靠性分析

以洗衣机排水泵注塑模具型腔为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对其静力和型腔疲劳寿命进行分析,找到损伤最严重的节点位置,对其进行疲劳优化设计,并运用可靠性设计理论中的应力-强度干涉模型方法计算出模具型腔可靠度.结果表明：随着注塑模具型腔压力值的增加,型腔的最大应力和变形量也随之增加,最大应力发生在型腔底部,型腔寿命的最小位置均出现在型腔内侧底面与侧面的圆环处,与其各自应力集中点位置刚好吻合,注塑模具型腔可靠度为0.888 8,型腔工作可靠.     

柴油机气门弹簧的疲劳寿命预估

气门弹簧是内燃机配气机构中气门组件的重要组成部分,它能确保气门组件的正常工作。为对某柴油机气门弹簧工作过程中的应力分布和疲劳寿命进行研究,利用MSC.Patran有限元软件对气门弹簧进行有限元分析,得出气门弹簧在各种工况下的应力分布情况,然后对其进行模态分析以检验共振情况,校核分析结果和设计要求。运用ADAMS对配气机构进行动力学仿真,导出了疲劳分析所需要的载荷谱。然后运用疲劳分析软件Fatigue对气门弹簧进行疲劳寿命分析,评估进、排气门弹簧的疲劳寿命。最后搭建气门弹簧试验台架,进行试验研究,验证疲劳寿命理论分析结果。     

Quantitative measures for assessment of the hydraulic excavator digging efficiency

In this paper, quantitative measures for the assessment of the hydraulic excavator digging efficiency are proposed and developed. The following factors are considered: (a) boundary digging forces allowed for by the stability of an excavator, (b) boundary digging forces enabled by the driving mechanisms of the excavator, (c) factors taking into consideration the digging position in the working range of an excavator, and (d) sign and direction of potential digging resistive force. A corrected digging force is defined and a mathematical model of kinematic chain and drive mechanisms of a five-member excavator configuration was developed comprising: an undercarriage, a rotational platform and an attachment with boom, stick, and bucket. On the basis of the mathematical model of the excavator, software was developed for computation and detailed analysis of the digging forces in the entire workspace of the excavator. By using the developed software, the analysis of boundary digging forces is conducted and the corrected digging force is determined for two models of hydraulic excavators of the same mass (around 17 000 kg) with identical kinematic chain parameters but with different parameters of manipulator driving mechanisms. The results of the analysis show that the proposed set of quantitative measures can be used for assessment of the digging efficiency of existing excavator models and to serve as an optimization criterion in the synthesis of manipulator driving mechanisms of new excavator models.     

Basic parameters of the static stability,loads and strength of the vital parts of a bucket wheel excavator’s slewing superstructure

Determining a bucket wheel excavator (BWE)’s slewing superstructure weight and its center of gravity (COG) is of extreme importance not only in the design phase, but also after the completion of the erection process and during the operation of the machine. This paper presents a critical comparative analysis of the basic parameters of the static stability of a BWE 1600 superstructure, with the parameters being obtained by both analytical and experimental procedures. The analysis shows that a relatively small difference in superstructure mass, obtained by calculation, leads to a relatively large unfavorable shifting of its COG, necessitating a significant increase in counterweight mass for balancing. A procedure for superstructure 3D model mass correction is presented based on results obtained by weighing after the completion of the erection process. The developed model provides enough accuracy to determine the superstructure’s COG in the entire domain of the bucket wheel boom inclination angle, and enables accurate load analysis of the superstructure’s vital parts. The importance of this analysis is reinforced by the finding that the procedure prescribed by standard DIN 22261-2 gives results which are not on the side of safety, as shown by an example of strength analysis of a bucket wheel boom stays’ end eyes.     

智能化环境中基于学习分析的学习行为优化研究

学习环境的智能化已成为主流趋势,如何合理运用学习分析技术挖掘并分析其中的学生学习行为数据,优化学生学习行为、激发其学习主动性,是在线教育领域值得关注的课题。为此,基于对学习行为文献的分析,从数据采集与存储、行为分析、反馈与提醒、智能化行为优化、智能引擎等五个方面,构建了学习行为优化模型,并将模型运用于湖南S大学《信息技术与课程整合》课程的智慧教学实践中,依托智慧教学平台获取并分析学生学习行为数据,再针对具体情景采取合理的学习行为优化措施。研究结果表明,经过这一优化,不仅有效提升了学生认知维度的学习成绩、强化了互动维度的学习互动;而且提高了时效维度的学习任务完成率、强化了参与维度的学习积极性和参与性。     

柔性纤维混凝土的疲劳特性研究

将柔性纤维掺入水泥混凝土可以大幅度提高混凝土的弯曲疲劳等路用性能,并通过试验建立了柔性纤维混凝土的疲劳方程。结果表明,柔性纤维不但能使混凝土的强度提高,更主要的是可以在重交通条件下,可成倍地提高混凝土的弯曲疲劳寿命。     

现役散货船船体结构疲劳破损检验计划

以进化算法为优化手段 ,疲劳累积失效概率增量为约束条件 ,检验费用为目标函数 ,检验时间间隔及检验方式为优化变量 ,根据船体构件本身的疲劳特性进行疲劳破损检验优化研究 ,选出检验费用最少的最优检验方案 ,给出了计算实例和检验方案的比较 .结果表明 ,本文提出的方法能选出兼顾安全性和经济性的最优检验方案     

一种腐蚀疲劳损伤的非线性累加演化模型

研究目的：提出一种新的腐蚀疲劳损伤演化模型,建立基于损伤演化的腐蚀疲劳寿命预测模型。创新要点：将应力腐蚀损伤与疲劳损伤非线性耦合,建立腐蚀疲劳损伤演化律,依托实验确定腐蚀疲劳损伤演化参数,形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。研究方法：采用理论研究与实验验证相结合的研究方法。选取特定材料设计应力腐蚀实验,回归应力腐蚀门槛值应力和损伤参数（图2）;查阅疲劳实验数据建：立变幅疲劳损伤模型,将应力腐蚀损伤与变幅疲劳损伤非线性累加形成腐蚀疲劳损伤非线性演化模型。根据腐蚀疲劳实验结果,验证腐蚀疲劳损伤演化模型并确定非线性损伤累加参数（图5和6）,形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。重要结论：从损伤力学角度,将材料的腐蚀疲劳损伤处理成应力腐蚀损伤与疲劳损伤的非线性累加,形成腐蚀疲劳损伤演化模型。结合LY12CZ铝合金的试验结果,验证了损伤演化模型的可行性。该方法可以为材料腐蚀疲劳的寿命评价研究提供新的思路。     

基于WN齿轮强度的齿轮参数优化设计

本文结合具体的WN齿轮实例,以齿轮的强度富裕最小作为优化设计目标,建立相应的强度优化数学模型,利用MATLAB优化工具箱的序列二次规划法(SQP)对其设计变量进行优化,进而分析该齿轮传动参数对接触和弯曲疲劳强度的影响。该优化方法不但实现了WN齿轮传动的优化设计,同时使设计出的齿轮装置具有重量轻、体积小等特点,提高了设计效率,为WN齿轮传动的CAD设计提供了科学的理论依据。     

Influence of surface treatments on fatigue life of a two-stroke free piston linear engine component using random loading

INTRODUCTION Fatigue durability has long been important issues in the design of a two-stroke free piston linear engine structure (Torres and Voorwald, 2002; Rahman et al., 2005a; 2005b). Durability assessment is traditionally done in the later part of the product development stage when prototypes are available, and heavily re- lied on in confirming ground durability tests. This process is very time consuming and often results in over-design with weight penalties, which is the major obsta…     

BP神经网络的模型优化研究及应用

随着神经网络在数据分析、预测及生产控制中的应用,神经网络的优化学习成为研究的一个重要课题.通过探讨BP神经网络模型的建立过程,针对BP神经网络的模型优化问题进行了详细研究.并通过对银行客户分类的仿真实验证明,优化模型能够有效地提高BP神经网络的收敛速度及预测精度.     

斗轮挖掘机臂架局部效应分析

本文对大型复杂结构斗轮挖掘机臂架,推导了在地震作用下考虑局部动力效应结构单元的修正公式,研制了相应的计算软件,并对应用于内蒙古自治区元宝山大露天矿的斗轮挖掘机臂架做了局部动力效应实际计算.计算结果表明,在进行大型复杂结构的动力响应分析时,通过考虑局部效应不仅可以使计算模型大大简化,而且可获得更为精确的计算结果.