基于PSD的牵引车APU支架随机振动疲劳分析

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作者 刘顶平 邓超 +1 位作者 李军正 张志鹏 《汽车实用技术》 2024年第21期69-72,共4页

为解决某牵引车空气处理单元(APU)支架在道路试验中发生开裂的问题,首先建立了APU支架台架试验有限元模型,然后基于模态频率响应分析和振动试验功率谱密度,对APU支架进行随机振动疲劳分析,并且与台架试验对标。基于对标成功的模型,对支... 为解决某牵引车空气处理单元(APU)支架在道路试验中发生开裂的问题,首先建立了APU支架台架试验有限元模型,然后基于模态频率响应分析和振动试验功率谱密度,对APU支架进行随机振动疲劳分析,并且与台架试验对标。基于对标成功的模型,对支架进行改进并再次分析,结果表明,优化后的支架在后续台架试验中再未出现裂纹,说明基于功率谱密度(PSD)的随机振动疲劳分析具有很好的可靠性和适用性。 展开更多

关键词 APU支架 功率谱密度 随机振动疲劳

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滤波电抗器支架结构冲击与随机振动疲劳分析 被引量：2

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作者 方吉 韩正彦 杨晨曦 《大连交通大学学报》 CAS 2019年第1期51-54,共4页

根据对滤波电抗器支架结构的设计是否满足IEC 61373-2010标准的冲击强度与模拟长寿命随机振动疲劳试验的要求,以及确定该支架结构的焊接质量等级的选取等问题.提出了数值模拟试验技术.首先利用瞬态动力学分析的方法计算该结构的冲击强度... 根据对滤波电抗器支架结构的设计是否满足IEC 61373-2010标准的冲击强度与模拟长寿命随机振动疲劳试验的要求,以及确定该支架结构的焊接质量等级的选取等问题.提出了数值模拟试验技术.首先利用瞬态动力学分析的方法计算该结构的冲击强度,然后利用随机振动的方法获得了标准随机载荷谱作用下结构的疲劳寿命,最后参考EN15085-3标准利用概率统计的方法确定了焊缝的质量要求. 展开更多

关键词 IEC61373-2010标准 滤波电抗器支架 随机振动疲劳 焊接质量等级

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汽车空调管路系统随机振动疲劳分析优化研究 被引量：10

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作者 龚苏生 王艳军 +1 位作者 陈明 徐政 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2020年第10期14-18,共5页

为解决某汽车空调管路由于共振导致的断裂故障,采集空调管路系统的随机振动激励,将其转换为功率谱密度曲线作为激励进行随机振动试验,得到管路的疲劳寿命,然后进行单位载荷的频率响应分析得到频率应力的传递函数,并进行随机振动疲劳分析... 为解决某汽车空调管路由于共振导致的断裂故障,采集空调管路系统的随机振动激励,将其转换为功率谱密度曲线作为激励进行随机振动试验,得到管路的疲劳寿命,然后进行单位载荷的频率响应分析得到频率应力的传递函数,并进行随机振动疲劳分析,通过试验标定管路系统中的橡胶复合材料,分析其对寿命影响的敏感性。结果表明,管路疲劳寿命低于试验要求,其危险点与断裂位置一致。通过在管路共振方向增加支撑支架进行优化设计,优化后管路疲劳寿命满足要求,整车耐久试验结果表明,管路的应力大幅降低,且未发生断裂。 展开更多

关键词 空调管路 断裂 共振 随机振动疲劳 复合材料

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某轨道货运罐式集装箱结构随机振动疲劳分析 被引量：1

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作者 魏鸿亮 杨健 +1 位作者 方吉 朱辰胜 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第6期105-110,共6页

罐式集装箱结构主要采用钢结构焊接而成,而焊缝是整个结构中疲劳相对薄弱的位置,如何在设计阶段评估该罐式集装箱焊接结构的疲劳可靠性是个难题。文中首先建立带焊缝细节的罐式集装箱结构有限元模型,基于IEC 61373-2010标准中的模拟长... 罐式集装箱结构主要采用钢结构焊接而成,而焊缝是整个结构中疲劳相对薄弱的位置,如何在设计阶段评估该罐式集装箱焊接结构的疲劳可靠性是个难题。文中首先建立带焊缝细节的罐式集装箱结构有限元模型,基于IEC 61373-2010标准中的模拟长寿命随机振动载荷谱,引入网格不敏感频域结构应力法,分析随机载荷下罐式集装箱结构关键焊缝抗疲劳性能,结果显示该集装箱结构的关键焊缝结构满足纵向、横向、垂向3个方向各5 h随机载荷谱作用下总损伤小于1的要求。频域结构应力法,可以考虑结构的随机振动能量频域分布对焊缝疲劳寿命的影响,同时方便找出与焊缝疲劳寿命密切相关的关键模态,能够为轨道车辆焊接结构的设计与优化提供技术支持。 展开更多

关键词 罐式集装箱 焊接结构 频域结构应力法 随机振动疲劳

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随机振动疲劳试验的小裂纹扩展分析方法 被引量：5

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作者 张允涛 宋少伟 王珺 《火箭推进》 CAS 2021年第2期68-75,共8页

针对某型液体火箭发动机管路接头的随机振动疲劳试验,基于断裂力学的小裂纹理论进行了裂纹扩展寿命分析。分别从小裂纹应力强度因子计算、疲劳应变/应力谱、裂纹扩展速率曲线以及裂纹扩展计算程序等方面进行了研究。使用FRANC3D(试用版... 针对某型液体火箭发动机管路接头的随机振动疲劳试验,基于断裂力学的小裂纹理论进行了裂纹扩展寿命分析。分别从小裂纹应力强度因子计算、疲劳应变/应力谱、裂纹扩展速率曲线以及裂纹扩展计算程序等方面进行了研究。使用FRANC3D(试用版)进行三维裂纹的有限元计算,得到了管路结构表面裂纹的应力强度因子变化规律;对应变实测数据进行了雨流计数,获得了用于裂纹扩展计算的应力循环谱块,研究了疲劳试验的应变循环峰值、幅值等时域分布特征;采用Newman闭合理论对长裂纹的NASGRO裂纹扩展速率曲线进行修正,给出了试验件材料的相关参数;最后,使用一种疲劳应力谱块平均施加方法进行了裂纹扩展寿命的快速计算。通过与试验结果对比,验证了计算方法有效、可靠。 展开更多

关键词 随机振动疲劳 小裂纹 疲劳应力谱 裂纹扩展速率曲线 裂纹扩展计算

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受电弓瞬态冲击强度及随机振动疲劳寿命仿真分析

6

作者 胡超群 李永华 +1 位作者 王悦东 田鸿博 《大连交通大学学报》 CAS 2023年第5期43-49,共7页

为研究受电弓在冲击振动条件下的结构动力学特性,开展受电弓瞬态冲击强度和随机振动疲劳寿命仿真分析。首先,构建受电弓有限元模型,施加冲击载荷计算瞬态冲击强度,分析不同阻尼比对受电弓冲击强度的影响。其次,施加ASD加速度谱密度谱作... 为研究受电弓在冲击振动条件下的结构动力学特性,开展受电弓瞬态冲击强度和随机振动疲劳寿命仿真分析。首先,构建受电弓有限元模型,施加冲击载荷计算瞬态冲击强度,分析不同阻尼比对受电弓冲击强度的影响。其次,施加ASD加速度谱密度谱作为激励,使用名义应力法计算受电弓随机振动疲劳寿命。最后,根据三区间法计算结果对两种方法进行普适性分析。结果表明:受电弓在冲击载荷下的最大应力小于材料屈服强度,并且较低的阻尼比即可满足瞬态冲击强度设计;各部件满足疲劳设计及耐久试验要求,建议使用三区间法-名义应力法的评估流程计算随机振动疲劳寿命。 展开更多

关键词 受电弓 随机振动疲劳 瞬态冲击强度 名义应力法 三区间法

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某燃料电池储氢系统框架随机振动疲劳分析与优化 被引量：3

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作者 李维 刘亮红 +1 位作者 鹿政华 张敬贵 《汽车实用技术》 2023年第22期128-133,共6页

燃料电池储氢系统框架是承载氢气瓶和相关系统的主要受力结构件,所以储氢系统框架的疲劳寿命尤为重要。储氢系统框架在随机振动台架试验中常有疲劳失效发生。文章对某燃料电池储氢系统框架进行模态分析和随机振动疲劳分析,发现储氢系统... 燃料电池储氢系统框架是承载氢气瓶和相关系统的主要受力结构件,所以储氢系统框架的疲劳寿命尤为重要。储氢系统框架在随机振动台架试验中常有疲劳失效发生。文章对某燃料电池储氢系统框架进行模态分析和随机振动疲劳分析,发现储氢系统框架结构X、Y向弯曲模态的固有频率值过低导致其结构的疲劳损伤值过大,运用自由尺寸优化方法对其结构进行优化设计,提高了结构X、Y向弯曲模态的固有频率值,进而降低了结构的疲劳损伤值。最终结构的疲劳损伤值满足了设计要求。 展开更多

关键词 燃料电池 储氢系统框架 随机振动疲劳 自由尺寸优化 疲劳损伤值

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随机振动疲劳分析方法在高速铁路车辆上的应用 被引量：3

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作者 董磊 付德龙 +2 位作者 安靖宇 张莉 曲文辉 《机车车辆工艺》 2021年第1期5-8,13,共5页

铁路车辆转向架上的某些零部件受到的随机振动激扰易引发结构共振而导致疲劳破坏,这种振动疲劳与结构动力学、随机振动和疲劳损伤理论都密切相关。文章依据武广线上实测的加速度激励谱,根据Dirlik模型对某高速动车组辅助安装座进行了随... 铁路车辆转向架上的某些零部件受到的随机振动激扰易引发结构共振而导致疲劳破坏,这种振动疲劳与结构动力学、随机振动和疲劳损伤理论都密切相关。文章依据武广线上实测的加速度激励谱,根据Dirlik模型对某高速动车组辅助安装座进行了随机振动疲劳评估,找到了结构的薄弱位置,其疲劳寿命满足2000万km的运营要求。频域振动疲劳分析方法考虑了结构的动态响应,可以用.于高速动车组转向架零部件结构的疲劳评估。 展开更多

关键词 随机振动疲劳 Dirlik模型 加速度激励谱 辅助安装座 高速铁路

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基于车辆弓网双耦合的受电弓随机振动疲劳分析

9

作者 杨雨晨 王悦东 于春洋 《大连交通大学学报》 CAS 2023年第2期35-40,共6页

针对高速列车受电弓弓头结构多发的疲劳破坏问题,考虑车体与弓网振动的共同作用,提出基于车辆弓网双耦合的多点随机振动疲劳分析方法。首先,根据某型受电弓的实际物理模型,建立有限元模型用于数值计算;其次,结合线路实测数据与IEC 61373... 针对高速列车受电弓弓头结构多发的疲劳破坏问题,考虑车体与弓网振动的共同作用,提出基于车辆弓网双耦合的多点随机振动疲劳分析方法。首先,根据某型受电弓的实际物理模型,建立有限元模型用于数值计算;其次,结合线路实测数据与IEC 61373:2010试验标准中的功率谱(ASD)对其进行加载,进行多点随机振动谱分析及应力计算,在此基础上,利用Dirlik法对受电弓进行随机振动疲劳分析;最后,将分析结果与未加载车体激励的结果进行对比。对比结果表明:多点随机振动激励下,受电弓的加速度功率谱响应频段集中在15~25 Hz,且在多频率点处响应较单点更加强烈;在弓头关键焊缝的疲劳分析中,弓网间高频振动是造成疲劳破坏的主要原因,但车体振动对结构造成的疲劳损伤可达8.6%,因此在进行弓头关键焊缝强度评价时,应综合考虑车体振动与弓网振动的影响。 展开更多

关键词 受电弓 PSD谱型 多点随机振动疲劳 Dirlik方法

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碳纤维设备舱随机振动疲劳分析

10

作者 龚振 赵思聪 苑玉展 《内燃机与配件》 2023年第5期79-81,共3页

针对碳纤维设备舱,采用ABAQUS进行有限元建模,依据IEC 61373-2010《铁道车辆设备冲击和振动试验标准》利用FESAFE进行随机振动分析,结合Dirlik函数和Miner线性疲劳累积损伤准则进行了随机振动疲劳分析,计算了该碳纤维设备舱在三个方向... 针对碳纤维设备舱,采用ABAQUS进行有限元建模,依据IEC 61373-2010《铁道车辆设备冲击和振动试验标准》利用FESAFE进行随机振动分析,结合Dirlik函数和Miner线性疲劳累积损伤准则进行了随机振动疲劳分析,计算了该碳纤维设备舱在三个方向随机激励下的损伤因子D,结果表明该碳纤维设备舱在IEC 61373-2010标准规定的加速度谱密度下疲劳损伤远小于1,具有足够的安全裕度。 展开更多

关键词 设备舱 碳纤维 随机振动疲劳

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某车载油箱在随机振动环境下的疲劳寿命研究 被引量：3

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作者 唐元章 杨智荣 +4 位作者 马殿国 高海波 杨再明 林治国 杜勤 《装备环境工程》 CAS 2022年第7期100-107,共8页

目的针对某车载油箱高周疲劳寿命难以预测问题,研究该设备在随机载荷环境下的疲劳寿命。方法首先通过模态试验得到油箱固有频率及振型,然后利用Solidworks建立该车载油箱的仿真模型,在ANSYS Workbench软件中进行模态分析、随机振动分析... 目的针对某车载油箱高周疲劳寿命难以预测问题,研究该设备在随机载荷环境下的疲劳寿命。方法首先通过模态试验得到油箱固有频率及振型,然后利用Solidworks建立该车载油箱的仿真模型,在ANSYS Workbench软件中进行模态分析、随机振动分析、谐响应分析。最后利用ANSYS Workbench软件中的nCode SN Vibration(DesignLife)模块,在随机振动疲劳寿命频域分析法基础上,通过nCode模块中的Narrowband法进行油箱在多个加速度功率谱密度下的疲劳寿命研究。结果该油箱在约束模态试验和仿真分析下所表现的动力学特性基本相同,油箱纵向为振动严酷方向。在已知加速度功率谱密度下,油箱疲劳寿命随低阶固有频率处功率谱密度幅值的增加而降低,但油箱薄弱部位始终保持不变。结论建立的仿真模型准确,可为油箱优化设计及后续油箱疲劳试验提供参考。 展开更多

关键词 高周疲劳 模态试验 模态分析 谐响应分析 固有频率 随机振动疲劳寿命频域分析法

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基于临界面的多轴振动疲劳寿命预测 被引量：2

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作者 裴晨晖 何欢 陈国平 《装备环境工程》 CAS 2020年第9期95-99,共5页

目的提出一种新的基于临界面正应力的高周多轴疲劳寿命预测方法。方法通过对主应力进行投影,得到各时刻下临界平面内的应力大小,利用雨流法计算不同临界面下的疲劳损伤,并通过权函数,得到主应力的角度期望值,进而预测结构的疲劳寿命。... 目的提出一种新的基于临界面正应力的高周多轴疲劳寿命预测方法。方法通过对主应力进行投影,得到各时刻下临界平面内的应力大小,利用雨流法计算不同临界面下的疲劳损伤,并通过权函数,得到主应力的角度期望值,进而预测结构的疲劳寿命。结果通过试验件进行仿真模拟,对底端作用两个方向PSD频率范围为8~200 Hz,大小为0.006、0.003、0.008 g2/Hz的强制加速度激励得到多轴应力响应,以此计算4种工况下的随机加速度振动疲劳试验预测寿命,对比试验寿命误差基本处于2倍界以内。结论新的基于临界面正应力的疲劳寿命预测方法能有效预测多轴振动疲劳寿命。 展开更多

关键词 多轴疲劳 临界平面 寿命预测 权函数 随机振动疲劳

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冷却模块的振动疲劳特性分析与优化

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作者 陈倩 王永 +3 位作者 王大健 王浩 张金森 戴丹 《汽车电器》 2023年第1期74-78,共5页

针对冷却模块悬置系统结构仿真分析方面,主要考察其振动与疲劳问题,一方面考察汽车在路面行驶时,冷却模块的随机振动激励所产生的疲劳破坏问题;另一方面主要考虑冷却模块的振动特性,首先冷却模块悬置系统的刚体模态频率需要避开发动机... 针对冷却模块悬置系统结构仿真分析方面,主要考察其振动与疲劳问题,一方面考察汽车在路面行驶时,冷却模块的随机振动激励所产生的疲劳破坏问题;另一方面主要考虑冷却模块的振动特性,首先冷却模块悬置系统的刚体模态频率需要避开发动机二阶点火频率,其次冷却模块的弹性模态频率需要大于风扇运转所产生的频率。本文以冷却模块的振动疲劳破坏的问题为分析目标,对冷却模块的振动特性进行研究,并与实际断裂位置进行对比,分析结果表明仿真分析方法可靠。同时,对冷凝器支架进行相应的优化,可提高冷却模块的随机振动寿命,为冷却模块的优化改进提供依据,并对后续的疲劳寿命分析具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 冷却模块 模态试验 有限元分析 随机振动疲劳

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转向架端部悬挂结构振动疲劳评估及优化

14

作者 姜春龙 于春洋 +1 位作者 程亚军 张晓松 《大连交通大学学报》 2025年第2期66-74,共9页

针对某地铁转向架端部悬挂轮缘润滑及踏面清扫支架在服役过程中焊缝位置出现裂纹的情况,对其随机振动疲劳问题展开研究。依据IEC61373:2010标准载荷谱,采用Dirlik概率密度函数模型和Miner线性疲劳损伤准则对断裂焊缝进行振动疲劳评估,... 针对某地铁转向架端部悬挂轮缘润滑及踏面清扫支架在服役过程中焊缝位置出现裂纹的情况,对其随机振动疲劳问题展开研究。依据IEC61373:2010标准载荷谱,采用Dirlik概率密度函数模型和Miner线性疲劳损伤准则对断裂焊缝进行振动疲劳评估,得到最大累计损伤为0.131,满足标准振动载荷要求。对实际线路条件下转向架端部振动信号进行分析可知:多区段存在55Hz的振动主频,结构前2阶模态与构架端部振动主频耦合是造成焊缝疲劳失效的主要原因。考虑激励的非高斯特性,采用Lalanne疲劳损伤谱方法合成加速度功率谱,对失效焊缝进行基于线路谱的单轴频域疲劳校核,得到失效焊缝在线路激励条件下30万km累计损伤为1.33,与实际失效里程较为吻合。以线路载荷为边界条件,结合振动能量频域分布特点,基于提升结构模态和降低疲劳损伤目标完成结构优化设计及动应力验证,使结构满足现行线路条件下360万km的设计寿命要求。 展开更多

关键词 悬挂结构 模态频响 疲劳损伤谱 随机振动疲劳 结构优化

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冲压发动机管路断裂故障分析及结构改进 被引量：5

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作者 石波 戴进 樊根民 《火箭推进》 CAS 2021年第1期43-48,共6页

针对发动机管路系统断裂故障,开展故障机理分析。通过软件仿真和试验相结合的结构模态分析,找出模态振型与疲劳破坏的联系,对管路结构断裂故障原因进行初步定位和定性分析。利用ANSYS nCode DesignLife软件对结构开展随机振动疲劳寿命计... 针对发动机管路系统断裂故障,开展故障机理分析。通过软件仿真和试验相结合的结构模态分析,找出模态振型与疲劳破坏的联系,对管路结构断裂故障原因进行初步定位和定性分析。利用ANSYS nCode DesignLife软件对结构开展随机振动疲劳寿命计算,总结了随机振动疲劳计算流程和设计方法。仿真预示的管路结构断裂位置与试验结果基本一致。提出多个结构改进方案,利用振动疲劳仿真计算对不同改进结构进行定量的疲劳寿命预测,优选出最佳方案。优化方案提高了管路结构的抗振性能,降低了RMS应力值和损伤,在主要破坏工况(x向振动)疲劳损伤寿命提高到3.2×107 s,其余振动方向疲劳损伤寿命分别提高到202%(y向)和190%(z向)。通过试验考核验证改进措施有效。 展开更多

关键词 冲压发动机 管路断裂 模态振型 随机振动疲劳

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