摘要：以波箔型空气箔片轴承为例,构建了波箔变形的力学模型,并结合可压缩气体雷诺方程,建立求解气膜压力的流固耦合算法。在此基础上对顶箔和波箔进行应力分析,运用线性疲劳损伤累计理论构建了顶箔和波箔的疲劳寿命计算方法,结合具体算例进行数值研究。结果表明:轴承正常运转时,波箔的疲劳损伤率远大于顶箔的疲劳损伤率;在忽略启停阶段对顶箔摩擦磨损的前提下,轴承的疲劳寿命主要由波箔决定;波箔的疲劳寿命随波拱圆弧角度、波拱圆弧半径和波距的增大而减小,随半径间隙和波箔厚度的增大而增大。

摘要：针对复杂工况下汽车后桥准双曲面齿轮接触疲劳失效问题,采用雨流计数法和Goodman平均应力方程,建立轮齿接触静力学模型,提取接触齿面载荷-时间历程,编制准双曲面齿轮载荷谱;研究基于载荷谱的准双曲面齿轮高周疲劳寿命预测方法,采用有限元方法模拟轮齿在载荷作用下的啮合/接触过程,揭示疲劳损伤准则对齿轮疲劳寿命预测的影响机制。所提方法对指导汽车后桥准双曲面齿轮高周疲劳寿命评估与预测具有重要意义。

摘要：作为旋挖钻机的重要组成部分,桅杆在工作过程中是动力头和钻杆的安装依托部位,承受压力、弯矩等多种载荷的交替作用,所以采用热点应力法对某大型旋挖钻机的桅杆焊缝部位进行疲劳寿命评估。首先在有限元分析软件里面施加单位载荷,进行桅杆的静强度分析;为了对焊缝处进行精细化分析,将子模型技术应用到桅杆局部焊缝位置;根据热点应力的外推公式,求出焊趾处的热点应力值;在国际焊接协会IIW的焊接模型库中选出符合研究的焊接模型,进而得到修正后的S-N曲线;再根据采集并编制出的零均值一维载荷谱,进一步求出焊缝的热点应力谱;最后根据Miner线性累积损伤准则,对不同载荷作用下的疲劳损伤进行累加,计算出焊缝处的总损伤为0.573,大于0.5,所以桅杆焊缝处会发生疲劳破坏,应对桅杆和焊缝结构进行改进。该方法为旋挖钻机桅杆焊缝处的疲劳损伤和寿命评估提供了参考。

摘要：塔机广泛应用于建筑和工程领域,其安全性和可靠性对施工效率和人员安全至关重要。在复杂风环境下,风致响应和疲劳寿命是影响塔机性能的关键因素,通过风洞试验、数值模拟和现场监测,深入分析不同风速、风向及工况下的风致响应特性,并基于疲劳寿命理论研究塔机在复杂载荷组合下的损伤机制及疲劳寿命预测方法,为设计优化和维护管理提供依据。未来需结合多物理场耦合模型、智能监测技术,完善风致响应与疲劳寿命预测体系,为塔机的安全性评估和使用寿命延长提供更加精准的技术支持。Tower cranes are widely used in construction and engineering fields, where their safety and reliability are critical to construction efficiency and personnel safety. In complex wind environments, wind-induced response and fatigue life are key factors affecting tower crane performance. Through wind tunnel tests, numerical simulations, and field monitoring, the wind-induced response characteristics under various wind speeds, directions, and working conditions are analyzed in depth. Based on fatigue life theory, the damage mechanisms under complex load combinations and fatigue life prediction methods for tower cranes are investigated, providing a foundation for design optimization and maintenance management. In the future, it is necessary to integrate multi-physics coupling analysis, intelligent monitoring technologies, and advanced materials to enhance the wind-induced response and fatigue life prediction systems. This will offer more precise technical support for safety assessments and service life extensions of tower cranes.

摘要：采用Romax Designer工程分析软件,应用ISO/TS 16281—2008寿命计算方法,根据经典的滚动轴承理论,对某电机轴四点接触球轴承内部载荷分布、接触应力、套圈滚道等效动态滚动元件载荷和ISO/TS16281—2008寿命等进行了大量的计算,重点研究滚道沟曲率半径对轴承内部载荷分布、接触应力、套圈滚道等效动态滚动元件载荷和ISO/TS16281—2008疲劳寿命的影响。研究结果表明,轴承型号和制造质量、载荷条件、润滑条件和可靠度等其他条件确定时,存在一个相对最优的滚道沟曲率半径(密合度);当载荷条件不同时,相应最优的滚道沟曲率半径(密合度)不同。在所研究的具体条件下,由于轴系中的2个轴承所承受的载荷不同,因而,2个轴承的最优滚道沟曲率半径(密合度)不同。研究结果可为四点接触球轴承的设计方案提供参考。

摘要：作为刨煤机关键零件的牵引块,其性能对刨煤机的工作效率及动态可靠性有重大影响。以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立以刨刀和牵引块为模态中性文件的刨煤机刚柔耦合虚拟样机模型;结合实际工况,基于"刨煤机设计计算系统软件"获得的刨刀和刨链的载荷文件,通过ADAMS仿真得到了牵引块的应力与应变云图;基于ADAMS的仿真结果,利用NSOFT软件对牵引块进行疲劳寿命分析,并对疲劳寿命较低的12个区域进行优化设计,使牵引块等效应力和应变最大值分别降低了46.4%和48%,最小疲劳寿命提高了184.35%,满足设计要求。

摘要：雨滴侵蚀是造成大型风力发电机叶片涂层疲劳损坏的重要因素之一,近年来受到工业界和学术界的广泛关注。针对该问题,提出了一种通过调整风机转速,实现考虑雨滴侵蚀的风机叶片涂层疲劳寿命优化设计方法。首先运用风机叶片涂层疲劳寿命计算框架构建疲劳寿命Kriging代理模型,实现了特定状态下的叶片涂层疲劳寿命的快速计算;然后对于复杂的风力发电机实际服役环境,通过构建降雨强度与风速概率模型表征其各自的时长信息;其次根据不同降雨强度下疲劳寿命变化特性,构建约束条件,缩小搜寻空间,并结合风力发电机风能利用系数特性,构建初始转速设计点,最后采用序列二次规划法获得不同降雨强度与风速下的风力发电机最优转速。针对5 MW风力发电机机组进行转速优化设计,结果表明该优化设计方法可以将风力发电机叶片涂层设计疲劳寿命由7.84年提升至20年,而风机服役周期内总发电量减少量忽略不计。因此,该方法在保证风机总发电量降低最小的情况下,能够有效提升风力发电机叶片涂层疲劳寿命。

摘要：研究矿用清障车托举机构的疲劳寿命,并针对传统经验设计下的结构进行优化设计.采用多体动力学和有限元联合仿真的方法,建立整车刚柔耦合动力学模型,将仿真获得的载荷时间历程作为托举机构疲劳分析的随机载荷谱,利用S-N方法对托举机构进行疲劳寿命预测.结果显示,机构最小疲劳寿命为4.54×106次(相当于4.3年),对于需要长期运作的矿用车来说该值偏小.进而采用基于变密度法的拓扑优化方法以静态多工况刚度和动态低阶固有频率为目标对托举机构进行优化设计,获得了最优的臂架拓扑图,再对托举机构进行尺寸优化,依据优化结果完成新托举机构的设计.最后与原托举机构的强度和疲劳寿命进行比较,结果表明,优化后的托举机构强度和疲劳寿命分别改善了11.7%和521%.

摘要：针对发动机活塞缸套系统的摩擦损失占发动机机械总功耗的50%的问题,基于贝壳体表条纹形凸脊结构的耐磨损特性,对发动机活塞在气缸内往复运动过程中裙部与缸壁产生周期性碰撞导致的磨损进行了仿生研究。将贝壳体表的结构形态以垂直竖状条纹形式沿活塞轴向贯穿设计于裙部,可起到减磨、卸载集中应力、提高疲劳寿命的效果。通过对标准和仿生活塞进行热-机耦合有限单元分析,得出了活塞各个部位的应力应变情况,根据曼森和科芬准则得出了仿生活塞各部位疲劳寿命,并对疲劳寿命进行部分正交多项式回归设计,找出了试验水平、因素与疲劳寿命的内在规律。选取最优仿生活塞和标准活塞进行了台架试验和机理分析,发现这种贯穿于裙部的活塞轴向的浅窄大间距条纹可提高活塞疲劳寿命,条纹深度对活塞各个部位的疲劳寿命影响最大,仿生活塞磨损量比标准活塞平均减小41.4%,温度平均降低7%。该结果可为发动机设计和耐磨损研究提供参考。

摘要：以某国产轿车后悬架扭转梁的轻量化为研究目标,利用多体动力学软件建立考虑后悬架扭转梁柔性的整车刚柔耦合模型,并通过扭转梁自由模态试验和整车行驶平顺性实车道路试验验证了模型的正确性。在耐久性强化路面上进行整车动力学仿真分析,计算扭转梁模态位移时间历程,通过模态应力恢复得到扭转梁应力时间历程,并采用名义应力法进行疲劳寿命分析。基于网格变形技术建立扭转梁参数化模型并定义设计变量,以质量和疲劳寿命为优化目标,以一阶扭转模态频率和扭转刚度为约束条件,结合Kriging近似模型和多目标粒子群优化算法对扭转梁进行多目标优化设计,获取Pareto最优解集,并选取一个最优解验证扭转梁轻量化效果。结果表明,在使疲劳寿命满足设计要求的同时,优化后扭转梁质量减少20.35%,轻量化效果比较明显。