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新型高速客车构架的疲劳寿命数值仿真分析 被引量：30
1
作者 王成国 孟广伟 +1 位作者 原亮明 刘敬辉 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期91-95,共5页
文中采用了一种预测结构构件疲劳寿命的新方法———疲劳寿命数值分析方法。在计算机虚拟的现实环境下 ,以计算机辅助设计 (CAD) ,有限元法 (FEM)和多体系统动力学软件 (MBSDS)为基础 ,对新型高速客车构架的疲劳寿命进行分析。用MBSDS... 文中采用了一种预测结构构件疲劳寿命的新方法———疲劳寿命数值分析方法。在计算机虚拟的现实环境下 ,以计算机辅助设计 (CAD) ,有限元法 (FEM)和多体系统动力学软件 (MBSDS)为基础 ,对新型高速客车构架的疲劳寿命进行分析。用MBSDS计算作用在转向架构架上的随机动载荷 ,再用有限元法给出动载荷下转向架构架上详细的动应力分布。根据这些动应力 ,应用MSC/FATIGUE软件 ,分析预测构架的疲劳寿命。根据疲劳数值仿真分析的结果可知 ,新型高速客车构架有足够的疲劳强度 ,而根据放大载荷谱而得到的疲劳寿命分布图 ,可直观的判断出转向架构架的疲劳寿命薄弱位置 ,可以快速比较新型转向架不同设计方案的疲劳性能的优劣 ,可以在设计阶段判断零部件的疲劳寿命薄弱位置 ,可以通过修改设计预先避免不合理的寿命分布。因此 ,疲劳数值仿真方法能够减少产品的试验样机数量 ,缩短开发周期 ,降低开发成本 ,提高市场竞争力。疲劳数值仿真方法必将在我国高速列车的研制和发展中起到越来越重要的作用。 展开更多
关键词 高速客车 铁路 转向架 疲劳寿命 数值仿真 有限元 多体系统动力学
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商用车驱动桥壳疲劳寿命的有限元仿真与实验分析 被引量：48
2
作者 李亮 宋健 +1 位作者 文凌波 高京 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期503-507,共5页
汽车驱动桥桥壳是汽车底盘中主要的受力部件,承受着各种方向和形式的载荷,其主要的损伤形式是在交变载荷作用下发生的疲劳失效。基于某型驱动桥壳的有限元模型进行该桥壳的静强度计算,并在此基础上进行桥壳和焊缝的疲劳寿命分析,有限元... 汽车驱动桥桥壳是汽车底盘中主要的受力部件,承受着各种方向和形式的载荷,其主要的损伤形式是在交变载荷作用下发生的疲劳失效。基于某型驱动桥壳的有限元模型进行该桥壳的静强度计算,并在此基础上进行桥壳和焊缝的疲劳寿命分析,有限元仿真结果与台架实验结果相一致。基于分析结果,提出桥壳优化设计的方案。 展开更多
关键词 桥壳 疲劳寿命 有限元分析 仿真 实验
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基于有限元分析的轿车后桥疲劳寿命预测 被引量：34
3
作者 彭为 靳晓雄 左曙光 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期507-509,480,共4页
利用实测道路载荷时间历程 ,结合后轿有限元模型和材料属性 ,用LMSFALANCS软件来预测轿车后桥的疲劳寿命 。
关键词 轿车试验 有限元分析 轿车后桥 疲劳寿命 道路试验
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基于有限元和多体动力学联合仿真的疲劳寿命预测 被引量：22
4
作者 彭禹 郝志勇 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期325-328,341,共5页
针对运动机构部件多轴疲劳载荷历程提取困难等问题,提出了基于联合仿真的疲劳寿命预测方法.结合有限元方法和多体动力学仿真分析获得部件的工作载荷历程,然后通过有限元方法和疲劳分析联合求解,预测部件的疲劳寿命.在动力学仿真部分,采... 针对运动机构部件多轴疲劳载荷历程提取困难等问题,提出了基于联合仿真的疲劳寿命预测方法.结合有限元方法和多体动力学仿真分析获得部件的工作载荷历程,然后通过有限元方法和疲劳分析联合求解,预测部件的疲劳寿命.在动力学仿真部分,采用模态综合法获取部件的应力及载荷历程信息.寿命预测采用多轴裂纹萌生疲劳分析,其中部件的多轴特性通过二轴分析获得.以发动机曲轴部件为例,叙述了设计流程的应用过程.应用结果表明,该方法可以对疲劳事故的原因进行诊断,并且可以作为采用工艺强化措施的依据. 展开更多
关键词 疲劳强度 多轴疲劳 载荷历程 曲轴 仿真
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航空航天铝合金腐蚀疲劳研究进展 被引量：27
5
作者 李斌 董丽虹 +2 位作者 王海斗 周永欣 高冲 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期106-118,共13页
铝合金因具有高的比强度、比模量,好的加工性能及焊接性能,在航空航天领域应用广泛。而腐蚀疲劳是造成航空航天材料失效的重要原因之一,因其危害性高、破坏性强且难以提前预测等特点,受到了广泛关注。铝合金腐蚀疲劳问题一直是飞机日历... 铝合金因具有高的比强度、比模量,好的加工性能及焊接性能,在航空航天领域应用广泛。而腐蚀疲劳是造成航空航天材料失效的重要原因之一,因其危害性高、破坏性强且难以提前预测等特点,受到了广泛关注。铝合金腐蚀疲劳问题一直是飞机日历寿命研究中的重点问题,随着可重复使用航天器理念的提出,多次空天往返和地面修复过程也使腐蚀疲劳问题在可重用航天器上不可忽视。综述了近年来航空航天铝合金腐蚀疲劳的研究现状,从航空铝合金腐蚀疲劳机理的角度,归纳了腐蚀疲劳裂纹萌生和扩展机制。从腐蚀疲劳环境模拟和腐蚀环境等效两方面,介绍了目前主要的实验室腐蚀疲劳试验技术。分别从材料因素、环境因素和力学因素,分析对腐蚀疲劳裂纹扩展及寿命的影响。重点关注了腐蚀疲劳交替形式下疲劳寿命的特点。提出了在多因素共同影响下的腐蚀疲劳裂纹扩展、损伤演化和寿命预测,以及加速腐蚀环境的当量等效。试验与模拟的有机结合,是今后铝合金腐蚀疲劳的重要发展方向。 展开更多
关键词 航空航天 铝合金 腐蚀疲劳 腐蚀机制 环境模拟 协同/交替试验
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碳纤维/环氧树脂层压板疲劳性能研究进展 被引量：27
6
作者 张阿樱 张东兴 +3 位作者 李地红 杨蕤 肖海英 贾近 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2010年第6期70-74,共5页
介绍了碳纤维/环氧树脂层压板的疲劳机理、复合材料界面的疲劳研究及疲劳性能的影响因素,总结了疲劳寿命预测研究及有限元数值模拟等方面的研究进展,并对复合材料疲劳性能方面进一步的研究进行了展望。
关键词 碳纤维 复合材料 疲劳性能 数值模拟
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巨型水轮机蜗壳软垫层埋设方式可行性论证 被引量：22
7
作者 马震岳 张运良 +2 位作者 陈婧 程国瑞 王洋 《水力发电》 北大核心 2006年第1期28-32,56,共6页
对于巨型水电站高HD值的蜗壳,国内外目前多采用打压埋设方式。但垫层蜗壳也有其明显的优点,能否在巨型蜗壳中采用,一直存在疑虑并缺乏工程经验,研究的成果也相对缺乏。以某巨型工程为例,采用数值模拟方法,重点从垫层蜗壳的静力强度、变... 对于巨型水电站高HD值的蜗壳,国内外目前多采用打压埋设方式。但垫层蜗壳也有其明显的优点,能否在巨型蜗壳中采用,一直存在疑虑并缺乏工程经验,研究的成果也相对缺乏。以某巨型工程为例,采用数值模拟方法,重点从垫层蜗壳的静力强度、变形特性、整体刚度、自振特性、振动反应和疲劳特性等若干重要方面,对垫层蜗壳埋设方式的可行性加以论证,以期为蜗壳埋设方式的方案选择提供参考依据。 展开更多
关键词 水利水电工程 蜗壳 埋设方式 软垫层
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沥青混合料小梁疲劳试验的有限元模拟 被引量：18
8
作者 武建民 李晓军 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期5-8,共4页
小梁重复弯曲试验是评价沥青混凝土抗疲劳性能的一项重要室内试验。根据断裂力学原理,采用有限元方法,模拟计算小梁疲劳试验。结果表明,这种方法的计算结果可以与实际试验结果取得较好的一致性。在深入研究计算模型中的材料参数后,该方... 小梁重复弯曲试验是评价沥青混凝土抗疲劳性能的一项重要室内试验。根据断裂力学原理,采用有限元方法,模拟计算小梁疲劳试验。结果表明,这种方法的计算结果可以与实际试验结果取得较好的一致性。在深入研究计算模型中的材料参数后,该方法可用于评价沥青混合料的抗疲劳性能。 展开更多
关键词 公路工程 沥青混合料 断裂力学 有限元 疲劳试验 小梁重复弯曲试验
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复合材料层合板疲劳逐渐累积损伤寿命预测方法 被引量：19
9
作者 徐颖 温卫东 崔海涛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期602-607,共6页
针对疲劳载荷作用下的纤维增强复合材料层合板,发展了疲劳逐渐累积损伤寿命预测方法.该方法主要包括应力分析、失效分析及材料性能下降三部分.其中,应力分析是通过三维有限元数值分析技术实现的;失效分析采用改进的Hashin静态失效准则... 针对疲劳载荷作用下的纤维增强复合材料层合板,发展了疲劳逐渐累积损伤寿命预测方法.该方法主要包括应力分析、失效分析及材料性能下降三部分.其中,应力分析是通过三维有限元数值分析技术实现的;失效分析采用改进的Hashin静态失效准则判断疲劳损伤的产生和扩展;材料性能是基于突降和渐降两种准则进行退化的.所发展的方法可以预测不同铺层顺序、不同几何尺寸的复合材料层合结构在疲劳载荷下的损伤起始、扩展、直至结构最终破坏整个过程,并预测其疲劳寿命.同时,在ANSYS软件平台上,开发了相应的参数化复合材料层板结构的疲劳逐渐损伤分析程序.与已有文献结果比较,误差在10%以内. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 逐渐损伤 复合材料层合板 疲劳 数值模拟
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基于弯曲疲劳试验的柴油机曲轴疲劳寿命分析及改进 被引量：21
10
作者 陈渊博 郝志勇 张焕宇 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-78,84,共5页
针对某高负荷车用柴油机,在提高最高燃烧压力条件下使用原有曲轴,在谐振式弯曲疲劳试验台上进行了曲轴弯曲疲劳试验,采用仿真的方法分析了曲轴在弯扭耦合下的疲劳强度,并对曲轴结构进行了优化。结果表明:带斜油孔的六面体网格曲轴模型... 针对某高负荷车用柴油机,在提高最高燃烧压力条件下使用原有曲轴,在谐振式弯曲疲劳试验台上进行了曲轴弯曲疲劳试验,采用仿真的方法分析了曲轴在弯扭耦合下的疲劳强度,并对曲轴结构进行了优化。结果表明:带斜油孔的六面体网格曲轴模型应力计算更准确;通过模拟弯曲疲劳试验,可以更准确地获取曲轴的材料参数。优化结果表明:子模型法可有效优化曲轴圆角结构,提高曲轴疲劳强度。 展开更多
关键词 内燃机 曲轴 弯曲疲劳试验 疲劳寿命 仿真 子模型
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海洋结构裂纹检测与维修优化 被引量：11
11
作者 陈国明 《石油大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 2000年第5期73-75,共3页
首先讨论了海洋结构含裂纹构件的失效准则及修复构件疲劳性能的评价模型。应用概率断裂力学方法提出了一个描述海洋结构检测与维修过程的可靠性模型 ,该模型同时考虑了疲劳和断裂两种失效形式 ,并可以评价检测、维修过程对平台可靠性的... 首先讨论了海洋结构含裂纹构件的失效准则及修复构件疲劳性能的评价模型。应用概率断裂力学方法提出了一个描述海洋结构检测与维修过程的可靠性模型 ,该模型同时考虑了疲劳和断裂两种失效形式 ,并可以评价检测、维修过程对平台可靠性的影响。基于该模型 ,开发了一个描述裂纹萌生与扩展过程的可靠性数值仿真器 ,用于对服役平台的检测和维修进行优化。用该数值仿真器对一个实例进行计算的结果表明 ,对裂纹进行检测优化时 ,不计断裂失效是不合理的。 展开更多
关键词 海洋结构 构件 可靠性 疲劳断裂 裂纹检测 维修
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表面裂纹疲劳扩展的数值模拟 被引量：13
12
作者 吴志学 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期563-567,共5页
建立了一种无形状约束的模拟表面裂纹在线弹性断裂力学条件下疲劳扩展的数值方法,并研究了表面疲劳裂纹形状演化和裂纹尖端应力强度因子(SIF)的分布特征。该方法以三维有限单元技术和Paris疲劳裂纹扩展规律为基础,并在裂纹扩展增量计算... 建立了一种无形状约束的模拟表面裂纹在线弹性断裂力学条件下疲劳扩展的数值方法,并研究了表面疲劳裂纹形状演化和裂纹尖端应力强度因子(SIF)的分布特征。该方法以三维有限单元技术和Paris疲劳裂纹扩展规律为基础,并在裂纹扩展增量计算中考虑了裂纹闭合影响。本文第一部分主要介绍模拟三维疲劳裂纹扩展的数值方法的理论背景和相关的技术细节。着重分析和讨论基于三维有限单元法计算裂纹SIF所涉及的几个主要问题:裂纹尖端单元网格密度对估算精度的影响;自由表面的影响及其修正方法;裂纹尖端非正交单元网格的影响及修正方法。 展开更多
关键词 应力强度因子 线弹性断裂力学 表面裂纹 疲劳扩展 数值模拟 三雏有限元分析
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压弯应力下焊趾表面裂纹疲劳性能试验研究 被引量：13
13
作者 黄小平 石德新 《船舶力学》 EI 2002年第1期37-43,共7页
潜艇耐压壳锥柱焊接过渡结构所受的应力特征为压弯组合应力 ,该处是潜艇耐压壳疲劳的热点区域。弄清楚压弯组合应力作用下成一定角度对接的焊接板结构试件的疲劳特性对潜艇等结构的疲劳研究是必要的。本文提出用焊接角度板轴向加载获得... 潜艇耐压壳锥柱焊接过渡结构所受的应力特征为压弯组合应力 ,该处是潜艇耐压壳疲劳的热点区域。弄清楚压弯组合应力作用下成一定角度对接的焊接板结构试件的疲劳特性对潜艇等结构的疲劳研究是必要的。本文提出用焊接角度板轴向加载获得压弯组合应力来模拟潜艇结构耐压壳锥 -柱焊接结合区的应力特征的实验方法。用980高强钢作试件 ,研究了焊趾处预制表面裂缝 ,并在压弯组合应力为特征的疲劳载荷作用下表面裂纹的疲劳行为。给出了高强钢焊趾表面裂纹在压弯组合应力下应力强度因子及其疲劳寿命计算式。该结果可供海洋平台。 展开更多
关键词 表面裂纹 焊趾 压弯应力 应力强度因子 疲劳性能 试验研究 潜艇 耐压壳 焊接板 疲劳载荷 疲劳寿命 计算方法
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钢箱梁面板与U肋焊接残余应力的分布特性 被引量：17
14
作者 崔闯 卜一之 +1 位作者 李俊 张清华 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期260-265,共6页
为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残... 为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残余应力分布的经验公式.研究结果表明:采用ANSYS热-结构弱耦合数值模拟方法可反映实际焊接过程中残余应力场的分布;焊缝区域残余应力峰值受板件参数影响较小,横向最大残余应力约为300 MPa;沿板厚方向焊接残余应力符合正弦分布,表明采用正弦函数作为其经验分布模型是可行的. 展开更多
关键词 正交异性钢桥面板 焊接残余应力 疲劳性能 数值模拟 分布模型
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基于有限元的柴油机机体疲劳寿命仿真 被引量：16
15
作者 孙耀国 杜海明 +1 位作者 周迅 俞小莉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期48-51,共4页
基于有限元应力分析,应用S-N曲线法,对某4缸柴油机机体在标定工况载荷下的疲劳寿命进行了仿真分析。仿真结果表明,机体疲劳强度的薄弱区域位于机体横隔板及机体上半部分,比较了疲劳寿命分布与静态应力分布的异同。
关键词 内燃机 机体 疲劳寿命 仿真 S—N曲线 有限元分析
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表面裂纹疲劳扩展的数值模拟(Ⅱ) 被引量：12
16
作者 吴志学 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期42-46,共5页
根据Paris疲劳裂纹扩展规律,对拉伸和纯弯曲疲劳载荷下表面裂纹扩展进行了数值模拟。数值模型中,用三次样条函数曲线拟合裂纹尖端,在裂纹扩展增量计算中考虑了裂纹闭合影响。裂纹形状演化的模拟结果与Newman和Raju经验公式预测结果进行... 根据Paris疲劳裂纹扩展规律,对拉伸和纯弯曲疲劳载荷下表面裂纹扩展进行了数值模拟。数值模型中,用三次样条函数曲线拟合裂纹尖端,在裂纹扩展增量计算中考虑了裂纹闭合影响。裂纹形状演化的模拟结果与Newman和Raju经验公式预测结果进行了比较,表明了所采用的数值模拟方法的实用性。研究发现,裂纹闭合对疲劳裂纹扩展过程中的裂纹形状演化以及裂纹尖端的应力强度因子(SIF)分布都有明显影响。同裂纹形状演化一样,疲劳裂纹扩展过程中裂纹尖端的SIF分布表现出明显的特征。最后,建议了一个简单函数来统一描述表面裂纹尖端的SIF分布。 展开更多
关键词 应力强度因子 线弹性断裂力学 表面裂纹 疲劳扩展 数值模拟 三维有限元分析
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基于Solidworks Simulation的压铸机头板疲劳分析 被引量：15
17
作者 李秋生 国亮杰 +2 位作者 王文彬 范进桢 苏茹茹 《机电工程》 CAS 2010年第10期47-50,共4页
压铸机头板是压铸机核心部件之一,为研究其结构的优劣对压铸机使用寿命的影响,首先建立三维实体模型;然后在定义设计疲劳曲线(S-N曲线)的基础上,利用Solidworks Simulation软件对压铸机头板进行疲劳分析,从中得出头板的对等应力以及生... 压铸机头板是压铸机核心部件之一,为研究其结构的优劣对压铸机使用寿命的影响,首先建立三维实体模型;然后在定义设计疲劳曲线(S-N曲线)的基础上,利用Solidworks Simulation软件对压铸机头板进行疲劳分析,从中得出头板的对等应力以及生命周期等相关数据,得知头板凸台处为薄弱区;最后对其结构优化改进,重新进行有限元分析,提高了头板的生命周期。研究结果表明,该研究为预测压铸机的疲劳寿命提供了理论依据。 展开更多
关键词 压铸机 头板 疲劳分析 SOLIDWORKS simulation
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不同埋设方式下巨型水轮机蜗壳结构动力特性研究 被引量：15
18
作者 陈婧 张运良 +2 位作者 马震岳 王洋 程国瑞 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期593-597,共5页
随着水电机组单机容量的提高,蜗壳日趋向巨型化发展,HD值很高.目前,关于巨型蜗壳结构动力特性的研究在理论和实践方面涉及较少,然而此问题在设计阶段尤其重要.为此,对典型的3种蜗壳埋设方式,即垫层、保压和直埋,以某巨型工程为实例,采... 随着水电机组单机容量的提高,蜗壳日趋向巨型化发展,HD值很高.目前,关于巨型蜗壳结构动力特性的研究在理论和实践方面涉及较少,然而此问题在设计阶段尤其重要.为此,对典型的3种蜗壳埋设方式,即垫层、保压和直埋,以某巨型工程为实例,采用三维有限元方法,从优化设计的角度重点研究和比较了蜗壳结构的刚度、固有振动特性、脉动水压力作用下结构的振动反应和抗疲劳特性.计算与分析表明,蜗壳埋设方式对厂房结构的静、动力特性的影响不显著,不应成为蜗壳埋设方式选择的制约因素. 展开更多
关键词 蜗壳 埋设方式 动力特性 疲劳 数值模拟
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钢丝绳失效机制研究 被引量：15
19
作者 吕晓晖 陈志平 +1 位作者 王松根 徐恩道 《金属制品》 2013年第5期1-5,共5页
介绍钢丝绳常见失效形式。按其引起失效的机制可分为疲劳、磨损和腐蚀,疲劳是钢丝绳主要的失效机制,实际运行过程中这3类机制相互作用,最终引起钢丝绳的断裂。回顾钢丝绳失效机制的研究状况,研究钢丝绳的失效机制主要是通过疲劳试验、... 介绍钢丝绳常见失效形式。按其引起失效的机制可分为疲劳、磨损和腐蚀,疲劳是钢丝绳主要的失效机制,实际运行过程中这3类机制相互作用,最终引起钢丝绳的断裂。回顾钢丝绳失效机制的研究状况,研究钢丝绳的失效机制主要是通过疲劳试验、静力学分析和动力学仿真3种方法。对钢丝绳的多体动力学仿真研究基本停留在探讨建模阶段,阐述3种建立钢丝绳刚柔耦合模型的方法,刚柔耦合计算机辅助软件能够很好的对刚柔耦合机械系统进行仿真分析。讨论钢丝绳失效机制研究存在的问题并对其发展方向进行展望。 展开更多
关键词 钢丝绳失效机制 疲劳试验 静力学分析 动力学仿真 刚柔耦合技术
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基于ANSYS/FE-SAFE的高速动车组非动力车轴疲劳寿命分析 被引量：15
20
作者 曹建国 宋红攀 +3 位作者 刘鑫贵 吴毅 江军 项彬 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期111-116,共6页
以CRH380B型高速动车组的非动力车轴为研究对象,开展高速动车组非动力车轴的疲劳寿命预测分析。采用有限元分析软件ANSYS建立轮对有限元模型,进行车轴危险截面处的应力分析;采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速动车组整车模型,分析车轴... 以CRH380B型高速动车组的非动力车轴为研究对象,开展高速动车组非动力车轴的疲劳寿命预测分析。采用有限元分析软件ANSYS建立轮对有限元模型,进行车轴危险截面处的应力分析;采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速动车组整车模型,分析车轴垂向和横向载荷随时间的变化情况;采用疲劳累计损伤理论,以车轴的应力和载荷谱为输入,基于疲劳寿命专用仿真软件FE-SAFE对车轴进行疲劳寿命分析。结果表明:非动力车轴轮座内侧的过渡圆弧处为最大应力部位和危险部位,最大应力为122.01 MPa,疲劳寿命约为28.6a,均满足车轴静强度和设计寿命的要求。 展开更多
关键词 高速动车组 车轴 载荷谱 疲劳寿命 有限元模型 动力学仿真
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