基于模态应力恢复的汽车零部件虚拟疲劳试验方法 被引量：21

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作者 孙宏祝 丛楠 +1 位作者 尚建忠 鲁建平 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期274-278,共5页

基于有限元模态分析、柔性多体动力学求解和疲劳寿命预测的相关理论,通过模态应力恢复得到了汽车零部件疲劳载荷历程,并将其应用于虚拟疲劳试验,解决了汽车设计过程中无法快速、准确预知零部件疲劳寿命的难题。该试验方法应用于某车双... 基于有限元模态分析、柔性多体动力学求解和疲劳寿命预测的相关理论,通过模态应力恢复得到了汽车零部件疲劳载荷历程,并将其应用于虚拟疲劳试验,解决了汽车设计过程中无法快速、准确预知零部件疲劳寿命的难题。该试验方法应用于某车双横臂独立前悬中的下横臂,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。结果表明该虚拟疲劳试验方法可作为汽车设计过程中的有效试验手段。 展开更多

关键词 汽车零件 模态应力恢复 疲劳寿命 虚拟样机

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基于模态应力恢复的车架疲劳寿命计算研究 被引量：12

2

作者 钱立军 吴道俊 +1 位作者 祝安定 章适 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期780-784,共5页

采用基于模态应力恢复的疲劳分析方法来预估某车架的疲劳寿命。首先在MSC.Nastran中对车架进行模态分析,以车架为柔性体建立整车的刚柔耦合动力学模型,在ADAMS/Car Ride中,用试验场强化路面激励进行整车动力学仿真,得到柔性体的模态位... 采用基于模态应力恢复的疲劳分析方法来预估某车架的疲劳寿命。首先在MSC.Nastran中对车架进行模态分析,以车架为柔性体建立整车的刚柔耦合动力学模型,在ADAMS/Car Ride中,用试验场强化路面激励进行整车动力学仿真,得到柔性体的模态位移时间历程,然后进行模态应力恢复得到应力历程,通过疲劳分析得到车架疲劳寿命的分布情况和最危险点的寿命值。分析结果与道路试验情况十分相符,证明该分析方法可以在产品设计阶段准确、高效地预估车体结构的疲劳寿命。 展开更多

关键词 模态应力恢复 车架 疲劳寿命 刚柔耦合

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基于模态应力恢复的全地形车车架疲劳寿命预测 被引量：10

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作者 黄泽好 鲁旭升 +1 位作者 徐文强 陈卫东 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2012年第3期18-22,共5页

基于模态应力恢复疲劳寿命分析理论,对全地形越野车车架进行疲劳寿命预测。以全地形车车架为研究对象,建立车架有限元模型和整车动力学刚柔耦合模型,在输入为鹅卵石路面的条件下进行仿真计算,得到车架疲劳寿命预测需要的相关文件。用MSC... 基于模态应力恢复疲劳寿命分析理论,对全地形越野车车架进行疲劳寿命预测。以全地形车车架为研究对象,建立车架有限元模型和整车动力学刚柔耦合模型,在输入为鹅卵石路面的条件下进行仿真计算,得到车架疲劳寿命预测需要的相关文件。用MSC.Fatigue软件对车架进行疲劳寿命预测。 展开更多

关键词 模态应力恢复 全地形车 疲劳寿命 S-N曲线

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基于动应力的车体底架横梁焊缝疲劳寿命分析

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作者 李凯 阳光武 +2 位作者 肖守讷 杨冰 朱涛 《机械设计》 北大核心 2025年第6期107-113,共7页

为了对某动车组车体底架横梁焊缝疲劳寿命进行分析,采用ANSYS软件对车体有限元模型进行主自由度缩减,并通过模态分析验证模型缩减后满足精度要求,再用缩减模型在SIMPACK软件中生成柔性体,建立刚柔耦合车辆系统动力学模型,采用模态应力... 为了对某动车组车体底架横梁焊缝疲劳寿命进行分析,采用ANSYS软件对车体有限元模型进行主自由度缩减,并通过模态分析验证模型缩减后满足精度要求,再用缩减模型在SIMPACK软件中生成柔性体,建立刚柔耦合车辆系统动力学模型,采用模态应力恢复法仿真获得车辆空调机吊挂处横梁与地板之间焊缝的动应力-时间历程。分析焊缝动应力功率谱密度发现,关注位置的焊缝动应力响应可能与车体的1阶菱形、1阶横弯及刚体模态有关。对比分析台架试验与仿真结果发现:二者的疲劳寿命计算结果均满足车辆行驶1500万km要求,且仿真疲劳寿命偏于保守,可通过该仿真方法对关注位置的疲劳损伤及安全程度进行有效的评估和预测。 展开更多

关键词 模态应力恢复法 疲劳寿命 台架试验 刚柔耦合 动应力

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基于模态法的高速列车车体关键位置应力谱及寿命评估研究 被引量：5

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作者 李传迎 王秀刚 +2 位作者 吴兴文 董晓华 池茂儒 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期10-18,共9页

基于刚柔耦合理论,建立了考虑车体高频弹性振动的高速列车刚柔耦合动力学模型,利用模态应力恢复法对服役条件下车体关键位置动应力进行了求解。通过扫频激励方法模拟了车辆典型服役模式,识别了典型服役工况下车体动态薄弱位置。进一步... 基于刚柔耦合理论,建立了考虑车体高频弹性振动的高速列车刚柔耦合动力学模型,利用模态应力恢复法对服役条件下车体关键位置动应力进行了求解。通过扫频激励方法模拟了车辆典型服役模式,识别了典型服役工况下车体动态薄弱位置。进一步研究了车体动态薄弱位置在不同轮轨匹配等效锥度下的特征应力谱。基于京广线线路条件仿真分析了不同轮轨匹配锥度状态下车体关键位置应力谱,并研究了不同应力谱编制方式对车体寿命评估的影响。结果表明:基于扫频激励方法的车体结构动态薄弱位置识别方法,可以有效识别车体结构动态薄弱位置;轮轨匹配等效锥度在镟修周期的动态演变会导致车辆稳定性下降,从而可以显著增大车体关键位置动应力幅值。因此,在车体结构关键位置寿命评估中,考虑轮轨关系动态演变对车辆关键部位应力谱的影响具有至关重要的意义。 展开更多

关键词 高速列车高频刚柔耦合动力学模型 模态应力恢复 动态薄弱位置 特征应力谱 轮轨匹配等效锥度

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基于模态叠加法的车体疲劳寿命分析 被引量：10

6

作者 朱海燕 邬平波 +2 位作者 池茂儒 吴兴文 卢耀辉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第10期47-53,共7页

基于模态应力恢复法,以模态叠加法获得的车体各模态位移响应为输入,得到车体有限元各节点模态应力载荷历程;使用Miner线性累积疲劳损伤理论对车体进行疲劳损伤评估。通过对不同模态的叠加得到对车体疲劳寿命影响较大的模态,结果表明:车... 基于模态应力恢复法,以模态叠加法获得的车体各模态位移响应为输入,得到车体有限元各节点模态应力载荷历程;使用Miner线性累积疲劳损伤理论对车体进行疲劳损伤评估。通过对不同模态的叠加得到对车体疲劳寿命影响较大的模态,结果表明:车体疲劳寿命主要受车体前10阶低频模态影响较大,高频模态对车体疲劳寿命影响较小。单独分析各阶模态对车体疲劳寿命影响,车体第1阶垂弯模态对车体各部位疲劳寿命具有较深的影响。 展开更多

关键词 刚柔耦合动力学 模态叠加法 模态应力恢复法 车体疲劳

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车体动态应力分析方法研究 被引量：1

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作者 徐曦萌 王红岩 王良曦 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第8期1285-1288,共4页

针对某型装甲车辆车体进行了不同等级路面下车辆行驶时的动态应力分析,讨论了所使用的两种方法:惯性释放法和模态应力恢复法。并将两种方法应用到车体的动态应力分析中,得出了各自的结果。通过两种方法的结果对比,得出在进行车体动态应... 针对某型装甲车辆车体进行了不同等级路面下车辆行驶时的动态应力分析,讨论了所使用的两种方法:惯性释放法和模态应力恢复法。并将两种方法应用到车体的动态应力分析中,得出了各自的结果。通过两种方法的结果对比,得出在进行车体动态应力分析时,应注意路面激励对车体造成的影响,当激励频率与结构固有频率之间差距较小时,应当采用模态应力恢复法以获得准确的车体动态应力结果;当激励频率与结构固有频率之间差距较大时,在保证计算精度的前提下,可以采用惯性释放方法来提高计算的效率。 展开更多

关键词 惯性释放 模态应力恢复 动态应力分析 刚柔耦合

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满载运煤敞车超常低周疲劳刚柔耦合评估新方法

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作者 靳世英 朴思扬 +3 位作者 聂春戈 张俊林 李向伟 朴明伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期70-80,共11页

备用传力路径变化不确定性使准静态应变能成为决定平面心盘旁承接口耦合程度的最重要影响因素之一,既有方法丧失了小位移线弹假设的应用前提。根据这一相关性发现,提出了刚柔耦合疲劳损伤评估新方法。为了攻克散料运输铁路货车刚柔耦合... 备用传力路径变化不确定性使准静态应变能成为决定平面心盘旁承接口耦合程度的最重要影响因素之一,既有方法丧失了小位移线弹假设的应用前提。根据这一相关性发现,提出了刚柔耦合疲劳损伤评估新方法。为了攻克散料运输铁路货车刚柔耦合仿真难题,采用了实体单元及边界共节点处理技术。在正常AAR5级谱和局部扭曲叠加谱激励输入下满载运煤敞车刚柔耦合仿真分析表明:上旁承运行荷载增大迫使车体结构扭曲产生不高于2 Hz的低频敏感响应。钩缓冲击座附近焊缝疲劳损伤评估结果与现场塑性破坏完全吻合。由于局部刚度不足,短竖梁补强设计也很难奏效。借鉴通用敞车耳板铆接的设计经验,合理制定了具有针对性的结构补强方案,使满载运煤敞车不会再发生上述塑性破坏。 展开更多

关键词 满载运煤敞车 刚柔耦合仿真技术 模态结构应力恢复 焊缝疲劳损伤评估 超常低周疲劳

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基于整车虚拟道路行驶试验的车辆零部件疲劳分析 被引量：13

9

作者 孙宏祝 陈循 +1 位作者 梁科山 丛楠 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期121-125,共5页

针对现有车辆零部件精确疲劳分析依赖成本高昂的实车试验的问题,提出了一种利用整车虚拟样机仿真分析零部件疲劳寿命的方法。该方法通过在ADAMS/CAR中用整车虚拟样机在虚拟道路模型上进行行驶试验,利用多体系统动力学基于模态坐标的求... 针对现有车辆零部件精确疲劳分析依赖成本高昂的实车试验的问题,提出了一种利用整车虚拟样机仿真分析零部件疲劳寿命的方法。该方法通过在ADAMS/CAR中用整车虚拟样机在虚拟道路模型上进行行驶试验,利用多体系统动力学基于模态坐标的求解特点,使用模态应力恢复技术准确还原出了用于零部件疲劳寿命分析的载荷历程。将该方法应用于某车辆双横臂前悬中的下控制臂,在较短的时间内获得了该零件的预测疲劳寿命、寿命安全系数及危险部位等信息。应用结果表明,该方法可作为汽车设计过程与测试过程中的有效试验手段。 展开更多

关键词 汽车零件 虚拟道路 模态应力恢复 疲劳寿命 虚拟样机

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减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响 被引量：7

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作者 周兵 李宁 +1 位作者 吴晓建 姜高松 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期544-549,共6页

为了研究减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响,建立了扭力梁有限元模型以及刚柔耦合整车模型。通过试验采集强化路面道路载荷谱作为整车模型的输入激励,仿真得到疲劳寿命分析所需文件,利用模态应力恢复法对扭力梁进行疲劳寿命分析,并通过... 为了研究减振器阻尼对扭力梁疲劳寿命的影响,建立了扭力梁有限元模型以及刚柔耦合整车模型。通过试验采集强化路面道路载荷谱作为整车模型的输入激励,仿真得到疲劳寿命分析所需文件,利用模态应力恢复法对扭力梁进行疲劳寿命分析,并通过扭力梁耐久性台架试验证明了仿真模型与疲劳寿命分析方法的准确性。仿真得到了不同阻尼系数下的扭力梁疲劳寿命分布云图以及最小疲劳寿命循环数,分析结果总结出了减振器阻尼大小对扭力梁本体疲劳寿命的影响规律。 展开更多

关键词 扭力梁 减振器阻尼 模态应力恢复 疲劳寿命

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某大型运输车的耐久性虚拟试验研究 被引量：6

11

作者 荣吉利 李先航 +1 位作者 王玺 胡长华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期111-117,共7页

耐久性问题是车辆领域的研究热点,对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长,为了缩短研制周期,降低研究成本,提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题.以某大型运输车为研究对象,建立了其有限元模型,通过静力学分析获取了应力分布结... 耐久性问题是车辆领域的研究热点,对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长,为了缩短研制周期,降低研究成本,提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题.以某大型运输车为研究对象,建立了其有限元模型,通过静力学分析获取了应力分布结果和车架变形结果;通过模态分析获取了柔性体结构的模态信息.基于模态应力恢复理论,考虑车架、上摆臂、下摆臂和力轴的柔性,建立了整车刚柔耦合模型,获取了在平坦路面行驶的动力学响应.与实测结果对比,车架测点的垂向加速度均方根值在误差接受范围内,验证了模型的正确性.根据Palmgren-Miner准则,对车辆在D级路面的行驶寿命进行了评估,结果表明,4桥悬架结构疲劳寿命最小,并且下摆臂结构出现了应力集中.通过改进下摆臂结构增加了其使用寿命,为车辆结构的设计提供了参考. 展开更多

关键词 大型运输车 刚柔耦合 模态应力恢复 仿真分析 疲劳寿命

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转向节疲劳性能与减振器阻尼关系研究 被引量：8

12

作者 董国疆 颜峰 +1 位作者 韩杰 周腾 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第24期2950-2958,共9页

为探明减振器阻尼系数对转向节疲劳寿命的影响规律,以某紧凑型SUV为研究对象,通过对转向节模态分析与测试,建立其柔性体模型与疲劳仿真分析模型;以实车参数建立了整车刚柔耦合多体动力学模型,并以试验场强化路实车采集的轮心六分力和转... 为探明减振器阻尼系数对转向节疲劳寿命的影响规律,以某紧凑型SUV为研究对象,通过对转向节模态分析与测试,建立其柔性体模型与疲劳仿真分析模型;以实车参数建立了整车刚柔耦合多体动力学模型,并以试验场强化路实车采集的轮心六分力和转向节监测点应变信号为基础,应用虚拟迭代法仿真获取了转向节载荷时间历程(模态位移);应用模态应力恢复法运算分析了减振器在不同阻尼系数条件下转向节的疲劳寿命,探讨了二者的相互关系。研究表明,在兼顾整车舒适性与安全性的阻尼系数范围内,随减振器阻尼系数增大,转向节疲劳寿命先增后减,即影响其疲劳寿命的主要区域损伤面积先减后增,而影响转向节疲劳寿命的次要区域损伤面积始终随着减振器阻尼系数的增大而增大。 展开更多

关键词 转向节 减振器阻尼系数 虚拟迭代 疲劳寿命 模态应力恢复

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工程专用自卸车车架疲劳寿命分析 被引量：4

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作者 张国栋 王铁 +1 位作者 刘宝乾 陈澔利 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第4期73-76,共4页

为了准确预测TY-2工程专用自卸车车架的疲劳寿命,提出了一种基于整车道路试验结合模态应力恢复的车架疲劳预测方法。基于有限元和试验模态分析,建立整车刚柔耦合动力学模型,并通过模型驾驶室地板加速度曲线与实车路试时采集的驾驶室地... 为了准确预测TY-2工程专用自卸车车架的疲劳寿命,提出了一种基于整车道路试验结合模态应力恢复的车架疲劳预测方法。基于有限元和试验模态分析,建立整车刚柔耦合动力学模型,并通过模型驾驶室地板加速度曲线与实车路试时采集的驾驶室地板振动加速度曲线进行对比验证了动力学模型的准确性。根据实际道路试验获得真实的激励输入,通过多体动力学仿真结合模态应力恢复理论,复现了柔性体车架所受的载荷信息。运用疲劳寿命分析方法预测了车架的疲劳寿命。结果表明该分析方法预测的疲劳寿命与工程自卸车实际情况吻合,对于车架结构的优化改进具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 车架 模态分析 模态应力恢复 疲劳寿命 刚柔耦合

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基于刚柔耦合动力学的地铁车辆车体振动疲劳研究 被引量：10

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作者 柯飙 吴兴文 +1 位作者 池茂儒 梁树林 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期517-524,共8页

车体是铁道车辆重要的承载结构,承受来自乘客和转向架动态载荷,其结构的可靠性直接关系车辆服役安全性。首先基于现有车体标准EN12663对车体静强度及疲劳强度进行研究,识别了标准载荷下车体的静态薄弱位置。为了进一步识别车体在服役条... 车体是铁道车辆重要的承载结构,承受来自乘客和转向架动态载荷,其结构的可靠性直接关系车辆服役安全性。首先基于现有车体标准EN12663对车体静强度及疲劳强度进行研究,识别了标准载荷下车体的静态薄弱位置。为了进一步识别车体在服役条件下薄弱位置,基于刚柔耦合动力学理论和有限元方法,建立了考虑车体柔性的地铁车辆刚柔耦合动力学模型;利用模态应力恢复法,对各种服役模式下的动态薄弱位置进行了识别,分析了对各个薄弱位置贡献较大的车体模态。最后,基于地铁刚柔耦合动力学模型,分析了车辆在各种服役工况下车体薄弱位置特征动应力,并基于蒙特卡洛抽样及Miner线性累计损伤理论对车体结构关键焊缝的服役寿命进行预测。 展开更多

关键词 刚柔耦合 动力学 模态应力恢复法 振动疲劳 寿命预测

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基于六分力载荷的商用车焊点寿命仿真

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作者 赵妞 袁刘凯 +2 位作者 赵特 孙俊文 戚海玲 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第3期71-77,共7页

为了解决车辆在路试过程中白车身顶横梁电阻焊点开裂的问题,通过六分力传感器在比利时路面上采集车辆轮心位置的载荷谱,建立了整车车辆动力学模型并和K&C试验进行对标,通过虚拟迭代的方式获取了车辆悬架接口位置处的力和力矩,建立... 为了解决车辆在路试过程中白车身顶横梁电阻焊点开裂的问题,通过六分力传感器在比利时路面上采集车辆轮心位置的载荷谱,建立了整车车辆动力学模型并和K&C试验进行对标,通过虚拟迭代的方式获取了车辆悬架接口位置处的力和力矩,建立了整车有限元模型,通过模态应力恢复法得到了焊点的应力谱,采用应力法计算焊点的疲劳损伤,仿真计算结果和试验非常接近,并针对焊点开裂问题提出了改进方案并通过试验验证。实践表明,多技术结合疲劳分析流程可适用于商用车结构件的疲劳性能预测和优化,有效地提升了商用车疲劳性能。 展开更多

关键词 焊点 疲劳仿真 六分力 车辆动力学模型 虚拟迭代 模态应力恢复

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