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基于结构应力法的盾构刀盘安装焊缝抗疲劳设计
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作者 王德福 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第6期1313-1319,共7页
为提升超大直径盾构刀盘安装焊缝在盾构施工过程中的抗疲劳性能,首先建立包括超厚钢板对接接头焊缝细节的有限元模型,以等效结构应力为核心参量将焊缝应力集中考虑在焊趾应力之中,然后对不同坡口角度和余高的接头疲劳寿命进行计算,得出... 为提升超大直径盾构刀盘安装焊缝在盾构施工过程中的抗疲劳性能,首先建立包括超厚钢板对接接头焊缝细节的有限元模型,以等效结构应力为核心参量将焊缝应力集中考虑在焊趾应力之中,然后对不同坡口角度和余高的接头疲劳寿命进行计算,得出坡口角度和余高对超厚钢板焊缝接头疲劳寿命的影响规律,最后以优选的焊缝接头尺寸参数采用子模型技术建立包括各焊缝接头局部精细网格的子模型,利用等效结构应力法对刀盘整体安装焊缝疲劳寿命进行综合评估。研究发现:1)随着焊缝坡口角度的增大,其抗疲劳能力呈现先增大后减少的趋势,55°左右的坡口角度是设计对称X型接头的最优坡口角度;2)当接头采用不对称X型坡口时,焊缝小端处焊趾的疲劳寿命低于同等坡口角度大端处焊趾的疲劳寿命,坡口大端和小端的坡口角度分别选取为40°和55°时,能综合提高非对称X型坡口接头的抗疲劳性能;3)焊缝余高对接头疲劳性能的影响不如坡口角度显著,对称X型坡口焊缝及非对称X型坡口大端焊缝余高e=2~3 mm,非对称X型坡口小端焊缝余高e=1 mm,可以满足盾构刀盘的抗疲劳设计要求。 展开更多
关键词 大直径盾构 刀盘 焊缝抗疲劳设计 等效结构应力 主S-N曲线
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硬齿面齿轮结构可靠性虚拟疲劳设计
2
作者 徐楠 陈举 《工具技术》 北大核心 2005年第9期13-15,共3页
介绍了机械零部件结构可靠性虚拟疲劳设计的软件及疲劳寿命预测方法。根据断裂力学理论和虚拟疲劳预测方法,利用系统动力学软件ADAMS模拟42CrMo硬齿面齿轮加工过程,分析了对应的疲劳载荷谱,得到了齿轮应力寿命S-N曲线。
关键词 硬齿面齿轮 虚拟疲劳设计 结构可靠性 裂纹扩展 硬齿面齿轮 结构可靠性 疲劳设计 虚拟 疲劳寿命预测 断裂力学理论 42CrMo 机械零部件 ADAMS
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用概率推断法确定多工况二维疲劳设计谱的载荷最大值 被引量:16
3
作者 易当祥 吕国志 周雄伟 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期484-487,517,共4页
对各工况下的二维疲劳载荷,采用权系数的方法,合成并获得了多工况下的二维载荷联合概率密度函数。并由超越概率10-6对载荷进行外推,研究了确定多工况下二维疲劳设计谱中载荷最大值的概率推断——最速下降法的计算方法和步骤。实例的分... 对各工况下的二维疲劳载荷,采用权系数的方法,合成并获得了多工况下的二维载荷联合概率密度函数。并由超越概率10-6对载荷进行外推,研究了确定多工况下二维疲劳设计谱中载荷最大值的概率推断——最速下降法的计算方法和步骤。实例的分析与比较,说明该方法是合理的和准确的,并由载荷最大值的分级和计算,编制了多工况下的8×8的二维疲劳设计谱。 展开更多
关键词 疲劳设计 概率推断 最速下降法 载荷最大值 多工况
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超声冲击处理管接头疲劳设计曲线 被引量:8
4
作者 王东坡 王婷 +1 位作者 霍立兴 张玉凤 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期34-38,共5页
采用T形管接头形式进行了20钢及奥氏体不锈钢1Cr18N i9Ti焊态与超声冲击处理态的疲劳对比试验,对超声冲击处理管接头疲劳设计问题进行了研究。结果表明:(1)用热点应力表征,对于承载前进行超声冲击处理的管接头,其疲劳设计曲线的斜率m采... 采用T形管接头形式进行了20钢及奥氏体不锈钢1Cr18N i9Ti焊态与超声冲击处理态的疲劳对比试验,对超声冲击处理管接头疲劳设计问题进行了研究。结果表明:(1)用热点应力表征,对于承载前进行超声冲击处理的管接头,其疲劳设计曲线的斜率m采用10较为合适,而对于承载后进行处理的管接头,m采用3.0较为合适;(2)当应力比R=0,20钢及奥氏体不锈钢1Cr18N i9Ti承载前超声冲击处理管接头的相应疲劳设计S-N曲线(热点应力表征)为lgN=30.78-10 lgS;(3)当R=0.5,20钢承载前和承载超声冲击处理管接头的疲劳设计S-N曲线(热点应力表征)分别为lgN=28.0-10 lgS和lgN=13.37-3 lgS。 展开更多
关键词 超声冲击处理 管接头 疲劳设计 S—N曲线
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基于结构疲劳寿命可视化技术的虚拟疲劳设计 被引量:10
5
作者 沈海军 郭万林 李海军 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期930-932,共3页
介绍了大型图形用户界面有限元软件、疲劳寿命预测模型、疲劳寿命可视化方法等结构疲劳寿命可视化相关技术。分析了我国机械产品虚拟疲劳设计的应用现状和提高产品设计水平的迫切性;阐述了基于“全场”疲劳寿命可视化技术的产品虚拟疲... 介绍了大型图形用户界面有限元软件、疲劳寿命预测模型、疲劳寿命可视化方法等结构疲劳寿命可视化相关技术。分析了我国机械产品虚拟疲劳设计的应用现状和提高产品设计水平的迫切性;阐述了基于“全场”疲劳寿命可视化技术的产品虚拟疲劳设计构想。以有限元软件ANSYS为平台,采用自行开发的疲劳寿命可视化模块 Fatigue/ANSYS对某飞机起落架框进行了疲劳寿命可视化分析及虚拟疲劳设计优化。 展开更多
关键词 有限元软件 疲劳寿命预测 寿命可视化 虚拟疲劳设计
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欧美规范中公路桥梁正交异性钢桥面板抗疲劳设计对比分析 被引量:20
6
作者 贾恩实 马润平 张强 《世界桥梁》 北大核心 2013年第2期31-34,共4页
为给我国公路桥梁正交异性钢桥面板抗疲劳设计提供参考,从疲劳荷载、疲劳细部分类及疲劳验算公式等方面对比AASHTO、Eurocode 3规范,并分别应用2本规范对我国一座公路桥梁的正交异性钢桥面板进行疲劳验算。结果表明:针对公路桥梁正交异... 为给我国公路桥梁正交异性钢桥面板抗疲劳设计提供参考,从疲劳荷载、疲劳细部分类及疲劳验算公式等方面对比AASHTO、Eurocode 3规范,并分别应用2本规范对我国一座公路桥梁的正交异性钢桥面板进行疲劳验算。结果表明:针对公路桥梁正交异性钢桥面板的抗疲劳设计,AASHTO、Eurocode 3两本规范在设计思路、细部分类、验算公式等方面基本一致,参考其对我国公路桥梁正交异性钢桥面板进行抗疲劳设计是可靠的,鉴于Eurocode 3对正交异性钢桥面板的疲劳细部规定更全面,参考Eurocode 3对公路桥梁正交异性钢桥面板进行抗疲劳设计较为合适。 展开更多
关键词 公路桥 正交异性钢桥面板 疲劳设计 AASHTO EUROCODE 3 对比 应用
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奥氏体不锈钢深冷容器疲劳设计曲线探讨 被引量:8
7
作者 郑津洋 王振宇 +4 位作者 陆群杰 刘宝庆 李克明 吴英哲 徐平 《压力容器》 北大核心 2021年第5期26-34,共9页
现行压力容器标准中奥氏体不锈钢疲劳设计曲线均基于常温疲劳试验数据拟合得来,并未考虑低温对奥氏体不锈钢强度、疲劳寿命的影响。本文提出一种基于常温疲劳设计曲线和深冷力学性能,获取奥氏体不锈钢深冷疲劳设计曲线的方法。首先,在... 现行压力容器标准中奥氏体不锈钢疲劳设计曲线均基于常温疲劳试验数据拟合得来,并未考虑低温对奥氏体不锈钢强度、疲劳寿命的影响。本文提出一种基于常温疲劳设计曲线和深冷力学性能,获取奥氏体不锈钢深冷疲劳设计曲线的方法。首先,在试验研究基础上整理分析了文献中77 K和4 K温度下的奥氏体不锈钢疲劳试验数据,并按ASME BPVCⅧ-2采用的Langer模型表征疲劳试验曲线;其次,根据低温对奥氏体不锈钢强度和塑性的影响规律,分别对Langer模型中的疲劳极限和塑性应变项系数进行修正,建立低温下Langer模型系数与温度的关联关系,提出了深冷疲劳试验曲线计算公式;最后,通过对比文献中110 K温度下材料疲劳试验数据,初步验证了深冷疲劳曲线计算方法的有效性。 展开更多
关键词 奥氏体不锈钢 深冷力学性能 疲劳设计曲线
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部分预应力CFRP筋混凝土梁疲劳设计研究 被引量:5
8
作者 薛伟辰 钱卫 谭园 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期874-879,共6页
基于ANSYS的二次开发技术实现了部分预应力碳纤维塑料(Carbon Fiber-reinforced Polymer/Plastic,简称CFRP)筋混凝土梁的疲劳全过程分析方法.在本课题组完成的4根梁的300万次疲劳试验的基础上,完成了13根梁试件的疲劳有限元参数分析,研... 基于ANSYS的二次开发技术实现了部分预应力碳纤维塑料(Carbon Fiber-reinforced Polymer/Plastic,简称CFRP)筋混凝土梁的疲劳全过程分析方法.在本课题组完成的4根梁的300万次疲劳试验的基础上,完成了13根梁试件的疲劳有限元参数分析,研究了混凝土强度、预应力度以及非预应力筋应力幅等参数对部分预应力CFRP筋混凝土梁疲劳性能的影响.基于试验研究以及有限元参数分析结果,提出了部分预应力CFRP筋混凝土梁的疲劳设计建议. 展开更多
关键词 预应力碳纤维塑料筋 混凝土梁 疲劳性能 疲劳全过程分析 疲劳设计建议
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基于ESLs结构优化法的搅拌车副车架疲劳设计 被引量:8
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作者 贺新峰 于德介 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第14期64-69,共6页
疲劳问题是搅拌车副车架设计中的重要研究内容之一。将ESLs结构优化方法、拓扑优化方法与疲劳预测相结合,提出一种在部件设计初期,通过动态拓扑优化得到合理的部件拓扑结构,从而使部件同时满足疲劳寿命和轻量化设计要求的疲劳设计方法... 疲劳问题是搅拌车副车架设计中的重要研究内容之一。将ESLs结构优化方法、拓扑优化方法与疲劳预测相结合,提出一种在部件设计初期,通过动态拓扑优化得到合理的部件拓扑结构,从而使部件同时满足疲劳寿命和轻量化设计要求的疲劳设计方法。该方法首先建立了搅拌车瞬态响应分析的优化模型,并且通过实验验证了模型的准确性。然后生成路面谱,并对关键点疲劳寿命进行评估;最后在简化后的路面谱与重力的作用下进行疲劳设计。对某型搅拌车副车架的疲劳设计结果表明,采用该方法对结构进行疲劳设计能得到更加合理的部件结构,达到了疲劳设计的目标。 展开更多
关键词 疲劳设计 车架 拓扑优化 ESLs
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轧机主传动万向接轴随机疲劳设计 被引量:17
10
作者 刘安中 李友荣 《武汉科技大学学报》 CAS 2008年第1期32-36,共5页
万向接轴是轧机主传动系统的关键部件,具有结构复杂、工作时承受随机冲击扭矩等特点。在分析轧机主传动万向接轴受力特点的基础上,提出应以轧机冲击扭矩载荷谱作为主传动万向接轴的疲劳设计载荷;计及低于疲劳极限的应力循环对裂纹发展... 万向接轴是轧机主传动系统的关键部件,具有结构复杂、工作时承受随机冲击扭矩等特点。在分析轧机主传动万向接轴受力特点的基础上,提出应以轧机冲击扭矩载荷谱作为主传动万向接轴的疲劳设计载荷;计及低于疲劳极限的应力循环对裂纹发展的影响,采用修正后的材料p-S-N曲线并运用累积损伤理论对万向接轴进行随机疲劳设计和寿命预测。提出的轧机主传动万向接轴随机疲劳设计方法同样适合于具有同类载荷特征机械零件或结构的疲劳设计。 展开更多
关键词 轧机 万向接轴 疲劳设计
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抗疲劳设计在航空电子设备结构设计中的应用 被引量:3
11
作者 醋强一 赵明莉 +1 位作者 姜红明 张丰华 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第4期621-624,共4页
介绍了目前现行的抗疲劳设计方法,认为名义应力疲劳设计法适用于航空电子设备结构设计。通过实际设备有限元仿真分析,得到其加速度响应,根据箱体最大加速度响应处的固有频率,确定最大响应振动次数,以此判断选用何种名义应力疲劳设计方... 介绍了目前现行的抗疲劳设计方法,认为名义应力疲劳设计法适用于航空电子设备结构设计。通过实际设备有限元仿真分析,得到其加速度响应,根据箱体最大加速度响应处的固有频率,确定最大响应振动次数,以此判断选用何种名义应力疲劳设计方法。计算出设备耐久振动的最大应力,用名义应力疲劳判据校核其疲劳强度。 展开更多
关键词 疲劳设计 有限元 航空电子设备
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国内外铁路桥梁规范抗疲劳设计方法分析 被引量:11
12
作者 周尚猛 李亚东 《铁道标准设计》 北大核心 2010年第3期46-49,共4页
回顾中国铁路钢桥设计规范的抗疲劳设计方法,阐述英国BS5400规范和欧洲规范Eurocode3的抗疲劳设计条文,分析比较这些规范抗疲劳设计方法。英国规范和欧洲规范采用了无限疲劳寿命方法和有限疲劳寿命相结合的方法,中国铁路桥规使用的是无... 回顾中国铁路钢桥设计规范的抗疲劳设计方法,阐述英国BS5400规范和欧洲规范Eurocode3的抗疲劳设计条文,分析比较这些规范抗疲劳设计方法。英国规范和欧洲规范采用了无限疲劳寿命方法和有限疲劳寿命相结合的方法,中国铁路桥规使用的是无限疲劳寿命方法,各国规范均不同程度地使用了概率的方法来处理影响结构疲劳的因素。在特殊结构细节分类和构造细节热点名义应力的计算方法上,英国BS5400及欧洲规范都进行了详细的规定,并且对于剪应力疲劳在欧洲规范中有了较为详尽的计算方法。 展开更多
关键词 疲劳设计 铁路桥规 BS5400 EUROCODE3
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420℃下16MnR钢的寿命预测方法及疲劳设计曲线研究 被引量:4
13
作者 范志超 陈学东 蒋家羚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期387-391,共5页
提出另一种循环总应变能密度疲劳寿命预测方法,根据不同的应力比,给出对疲劳损伤起作用的循环总应变能密度计算表达式。针对应力控制下的脉动循环试验,设计两种加载方式把循环蠕变对寿命的影响与疲劳的影响区别开,将循环蠕变损伤与... 提出另一种循环总应变能密度疲劳寿命预测方法,根据不同的应力比,给出对疲劳损伤起作用的循环总应变能密度计算表达式。针对应力控制下的脉动循环试验,设计两种加载方式把循环蠕变对寿命的影响与疲劳的影响区别开,将循环蠕变损伤与疲劳损伤进行线性累积,得到16MnR钢420℃兼有疲劳、循环蠕变影响的寿命预测方法,预测结果与实测结果吻合良好。将循环蠕变对寿命的影响扣除在外,得到16MnR钢375℃~420℃之间的疲劳设计曲线,对JB4732—95疲劳设计曲线作有益的补充。 展开更多
关键词 应力控制 循环蠕变 寿命预测 疲劳设计
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热轧机主传动系统疲劳设计负荷选取原则与方法 被引量:3
14
作者 李友荣 喻维纲 肖涵 《武汉科技大学学报》 CAS 2011年第1期47-51,共5页
热轧机主传动系统咬钢时受到强大的冲击扭矩作用,每年的冲击次数达105~106次,因此应以咬钢时的冲击扭矩峰值载荷谱作为主传动系统的疲劳设计负荷。通过抽象简化,建立主传动系统的动力学模型并进行动力学仿真,计算出扭矩放大系数TAF。... 热轧机主传动系统咬钢时受到强大的冲击扭矩作用,每年的冲击次数达105~106次,因此应以咬钢时的冲击扭矩峰值载荷谱作为主传动系统的疲劳设计负荷。通过抽象简化,建立主传动系统的动力学模型并进行动力学仿真,计算出扭矩放大系数TAF。对于新设计的轧机,可按产品大纲通过理论公式计算出轧制各产品时的稳态轧制力矩;对于现有轧机,可以通过监测轧机主电动机的电流或功率来得到稳态轧制力矩载荷谱。将各稳态轧制力矩分别乘以扭矩放大系数TAF,就得到轧机咬钢时的冲击扭矩峰值载荷谱。采用累积损伤理论,再计及低于受力零件材料疲劳极限的循环应力对疲劳裂纹扩展的影响,按此进行疲劳设计,就能保证轧机主传动系统在预期寿命内安全工作。 展开更多
关键词 热轧机 主传动系统 疲劳设计负荷 动力学仿真
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有限寿命疲劳设计法的基础曲线 被引量:40
15
作者 赵少汴 《机械设计》 CSCD 北大核心 1999年第11期5-7,18,共4页
本文提供了51 种国产机械材料的S- N 曲线表达式,研究了零件S- N 曲线的系数a 、b 和转折点寿命N0 的确定方法,推导出了a 、b 的计算公式,给出了理想化S- N 曲线的合理表达式。
关键词 S-N曲线 转折点寿命 机械材料 疲劳设计
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国产反应堆压力容器材料—回路水环境疲劳设计曲线初探 被引量:2
16
作者 黄平 乔岩欣 王荣山 《腐蚀与防护》 CAS 北大核心 2012年第12期1045-1050,共6页
硫含量、应变速率、温度、水中溶解氧含量等环境因素对反应堆压力容器(RPV)材料在高温高压水中环境疲劳寿命有重要影响。分析了将环境因素引入疲劳设计曲线的几个主要模型:统计模型、修正因子模型和国内新提出的模型(Wu模型)。分别采用... 硫含量、应变速率、温度、水中溶解氧含量等环境因素对反应堆压力容器(RPV)材料在高温高压水中环境疲劳寿命有重要影响。分析了将环境因素引入疲劳设计曲线的几个主要模型:统计模型、修正因子模型和国内新提出的模型(Wu模型)。分别采用这三个模型对国产RPV材料环境疲劳设计曲线进行了计算,并将计算结果与ASME规范中的疲劳设计曲线进行了对比。在应变幅值低于0.15%时,ASME曲线更保守,而应变幅高于0.15%时,结果相反。 展开更多
关键词 反应堆压力容器 环境疲劳 疲劳设计曲线
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小水线面双体船典型节点抗疲劳设计 被引量:10
17
作者 陈颖 岳亚霖 崔维成 《舰船科学技术》 2010年第6期8-13,共6页
小水线面双体船结构形式特殊,结构疲劳问题突出。针对小水线面双体船特殊的结构形式,利用有限元方法对小水线面双体船典型舱段结构应力分布情况进行研究,得到了舱段结构高应力区域所在的位置;对板厚、结构形式、加强方式等影响船体结构... 小水线面双体船结构形式特殊,结构疲劳问题突出。针对小水线面双体船特殊的结构形式,利用有限元方法对小水线面双体船典型舱段结构应力分布情况进行研究,得到了舱段结构高应力区域所在的位置;对板厚、结构形式、加强方式等影响船体结构节点应力的相关因素进行了详细的比较分析,提出了小水线面双体船典型节点抗疲劳设计方法;并利用该方法对1350t典型小水线面双体船进行节点形式优化设计,为小水线面双体船的抗疲劳设计提供参考依据。 展开更多
关键词 小水线面双体船 节点形式 应力集中 疲劳设计
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腐蚀疲劳设计方法与设计数据 被引量:11
18
作者 赵少汴 《机械设计》 CSCD 北大核心 2000年第6期6-7,共2页
论述了腐蚀疲劳设计方法及其设计参数的确定方法 ,给出了钢和铸铁的腐蚀系数数据 。
关键词 腐蚀系数 铸铁 腐蚀疲劳设计
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基于参数化子模型的SWATH船典型节点抗疲劳设计 被引量:4
19
作者 任慧龙 张清越 +1 位作者 胡雨蒙 江雪云 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第6期11-15,20,共6页
复杂的交变载荷、特殊的结构形式和高强度钢的大量使用使小水线面双体船连接桥结构的疲劳强度问题尤为突出。针对此问题,研究在整船有限元分析的基础上,采用子模型法对SWATH船支柱体高应力集中区域的典型节点进行基于Miner线性累积损伤... 复杂的交变载荷、特殊的结构形式和高强度钢的大量使用使小水线面双体船连接桥结构的疲劳强度问题尤为突出。针对此问题,研究在整船有限元分析的基础上,采用子模型法对SWATH船支柱体高应力集中区域的典型节点进行基于Miner线性累积损伤理论和Weibull分布连续模型的疲劳强度分析。并通过有限元分析软件Ansys及其参数化编译语言APDL建立该典型节点的参数化子模型,结合以表征结构疲劳寿命的累积损伤度和影响疲劳强度的形状和尺寸参数建立的优化模型进行优化设计研究。算例结果表明,该方法能够在提高结构疲劳强度的情况下,提出结构重量较轻的节点形状和尺寸方案,为此类结构的抗疲劳设计提供参考。 展开更多
关键词 小水线面双体船 参数化子模型 APDL 累积损伤度 疲劳设计
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车辆传动系轴类零件多工况随机疲劳设计 被引量:2
20
作者 陈东升 陈欣 《机械设计》 CSCD 北大核心 2002年第6期50-52,共3页
讨论了随机载荷的幅值与均值的二维分布函数的建立、车辆传动系零件材料弯扭复合加载的P Sa Sm N曲面的获得和零件多工况疲劳寿命的计算。结合具体实例给出了某车辆传动系的传动轴的计算结果。
关键词 车辆传动系 轴类零件 疲劳设计 疲劳寿命
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