8篇关于疲劳寿命的计算机毕业论文

今天分享的是关于疲劳寿命的8篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到疲劳寿命等主题,本文能够帮助到你

导管架平台应变健康监测系统研发及疲劳寿命预测

这是一篇关于监测系统研发,导管架平台,热点应力,疲劳寿命的论文, 主要内容为导管架平台长期处在恶劣的海洋环境中,时刻遭受着各类环境载荷的作用,使得导管架平台不断由疲劳破坏而发生事故。由于导管架结构组成与工作环境的复杂性,海风、波浪、海流等环境因素使得导管架平台在工作时应力集中部位的疲劳失效问题层出不穷,严重威胁了导管架平台的安全运行和工作人员的生命安全。针对现役导管架平台服役时的疲劳老化状况,为防止大规模安全事故的发生,对在役导管架平台进行应变健康监测预警是必要的。然而较为完善的结构健康监测技术涉及多学科领域交叉,存在载荷信号难监测、在线数据难处理、损伤状态难评估等问题。因此为了保障导管架平台在服役期间的安全性和可靠性,对导管架平台进行应变健康监测及疲劳寿命预测是至关重要的。论文主要工作如下:(1)进行导管架平台应变健康监测系统总体方案与硬件设备设计。首先对应变健康监测系统的组成及其功能进行需求分析,确定应变健康监测系统的硬件设备和软件的组成及功能。其次制定了应变健康监测系统的总体方案,包括对硬件设备设计及软件开发。最后,根据应变健康监测系统总体方案的设计要求,对应变健康监测系统所用到的硬件设备进行设计,其中包括传感器、采集仪、工控机、供电装置的设计。(2)开发导管架平台应变健康监测系统的软件。软件开发包括导管架平台应变数据采集和疲劳寿命预测两大模块。应变数据采集模块是由用户登录模块、采集与显示模块、存储与回放模块、关键参数设置与状态显示模块等子模块组成,主要实现的功能是对使用用户进行管理、实测应变数据的采集与显示、存储与回放,并可以根据需要设置各种采样参数。疲劳寿命模块是由平台基本参数模块、应变数据处理模块、疲劳寿命评估模块、监测预警模块等子模块组成,实现平台基本参数的显示、实测应变数据的处理、循环应力谱的提取、疲劳损伤及寿命的计算以及实时预警等功能。(3)开展导管架平台应变健康监测系统可行性实验研究。首先,对导管架平台有限元模型进行静力学分析,确定导管架平台危险节点位置,根据实验室平台结构的具体状况确定了应变传感器的实际安装位置。其次,通过对传感器的校准实验和应变健康监测系统联合调试实验,验证研发的导管架平台应变健康监测系统的可行性。最后通过模拟不同时期海上导管架平台所受的波浪载荷作用对实验室导管架平台进行载荷加载,得到不同载荷作用下的实测应变数据,为接下来的疲劳寿命预测提供实测应变数据。(4)开展基于实测应变数据危险节点的疲劳寿命预测研究。首先通过有限元法计算得到管节点的应力集中系数,然后基于实测应变数据,运用热点应力法和雨流计数法得到热点的循环应力谱,最后基于选取的管节点S-N曲线和线性累积损伤理论对危险节点的疲劳寿命进行预测,得到了不同载荷作用下危险节点的疲劳损伤及寿命。

50CrMnMoNbAT板簧疲劳失效分析

这是一篇关于钢板弹簧,有限元,疲劳寿命,脱碳,表面缺陷的论文, 主要内容为板簧作为卡车重要的悬架组成部件,在服役过程中,其受力非常多样且复杂,经常承受扭、压、拉、冲击等多种作用力,极易出现疲劳现象,诱发断裂的风险,对汽车的行车安全产生巨大威胁,因此要求板簧具有合格的疲劳寿命是至关重要的。板簧在生产过程中表面容易造成脱碳,由于脱碳层的存在,在轧制过程中会产生轧制缺陷,当板簧服役时表面会产生应力集中,缺陷处萌生裂纹,从而引发疲劳断裂。本文针对国内某板簧厂部分产品疲劳寿命不合格现象,通过对50CrMnMoNbAT的有限元模拟与实验分析,研究由脱碳层而引起表面轧制缺陷对疲劳寿命的影响,阐明疲劳寿命薄弱区域、脱碳对板簧疲劳寿命的影响以及不同缺陷形态在基体内部的扩展趋势,旨在得到该工厂板簧疲劳寿命影响因素,并且为工厂提高板簧寿命提供指导。得到的结论如下:(1)通过对断口进行宏观与微观分析,并且在板簧表面取样分析,统计板簧内外弧面和侧面缺陷形态与分布状况以及脱碳层与缺陷的微观分析,得出断裂位置主要集中在距端面约297 mm与698 mm处。裂纹源均生成于板簧的表面,并且板簧由于表面脱碳严重,导致板簧表面质地疏松,因此在轧制过程中产生大量的轧制缺陷,从而在疲劳实验中产生多个裂纹源。板簧的断裂与内部缺陷无关,而与表面缺陷有关。因此表面缺陷是该厂生产的板簧疲劳断裂的主要原因。(2)使用ANSYS软件,根据重载卡车自身的承载特点,对施加不同的载荷进行静力学性能分析,得到在空载与满载车况下的应力、位移变化以及疲劳寿命云图。结果表明:疲劳最危险区域主要分布在板簧弧面区域(距端面180 mm300 mm)以及垫片固定两端区域(距端面650 mm700 mm),疲劳试验断裂位置一致。(3)对板簧脱碳对疲劳寿命影响的有限元分析的结果表明:随着脱碳层的厚度增加到300 um,基体变形量增加了0.65%,但是基体的变形量的增长速率逐渐减小。当脱碳层为30、60、120、240、300 um时,疲劳寿命降低的比率分别为0.88%、1.9%、3.75%、7.43%和9.0%。(4)将带状缺陷,斜向缺陷,钩状缺陷和径向缺陷以不同方位形式内置于板簧内外弧面,通过应力强度因子来分析四种缺陷在不同方位和不同受力情况的扩散趋势。结果表明:四种缺陷以径向方式内置于内弧面时,缺陷扩展趋势:斜向缺陷>带状缺陷>钩状缺陷>径向缺陷,并且此时带状缺陷具有向四周扩展趋势,径向缺陷向基体内部扩展,而钩状与斜向缺陷起始和末端两侧扩展。缺陷以径向方式内置于外弧面时,四种缺陷不具备扩展趋势。缺陷以纵向方式内置于内弧面时,缺陷扩展趋势:钩状缺陷>斜向缺陷>带状缺陷>径向缺陷,并且四种缺陷的扩展趋势仅有缺陷尖端方向。以纵向方式内置于外弧面时,缺陷扩展趋势:带状缺陷>斜向缺陷>钩状缺陷>径向缺陷,因此就缺陷扩展速率而言,径向内弧面的缺陷扩展最快,并且四种缺陷中斜向缺陷扩展最快。

废旧锂电池分拣夹持装置的设计与研究

这是一篇关于锂电池,结构设计,动力学分析,模态分析,优化分析,疲劳寿命的论文, 主要内容为废旧锂电池如果处理不当,会对环境造成严重不可逆的污染,但如果对其进行科学合理的回收利用,就能最大化地节约与利用资源,而回收的重点与难点在于回收前的分拣。如果人体直接接触电解液会造成皮肤烧伤和呼吸道刺激等危害。双手同时接触电池的正负极,则可能会被电灼伤。针对这一问题提出了一种分拣夹持装置,代替人工进行分拣。本课题主要从设计与优化两方面进行研究。在结构设计、静力学等理论分析的基础上,确定机械手的结构强度、疲劳寿命等,进而完成机械手的整体设计。论文根据分拣夹持装置的工作环境要求,针对18650型废旧锂电池的分拣研究,研究的内容主要为:首先通过调研分析现存分选装置的优势与不足,了解废旧锂电池分选的工作环境、工作方式及工作要求。根据分拣夹持装置工作的环境情况及夹取物的状态,选择合适的材料,通过驱动方式对比选择电驱动。进一步完成分拣装置的工作流程规划确定。根据工作流程确定主要部件的结构并通过实际对比确定齿轮齿条传动方式,进而确定分拣装置整体设计及工作原理。然后在确定整机结构的条件下,对装置的工作过程进行分析研究,并对夹取速度进行研究。运用Adams对模型进行运动学分析,验证装置的夹取行程是否满足要求。并运用软件进行动力学分析研究不同夹取速度下手指碰撞电池的最大应力,在保证工作强度刚度满足的情况下提高夹取效率。进一步研究稳定夹取时接触力的大小,验证舵机的型号是否满足使用。紧接着利用Workbench对齿轮齿条、手指及手指连接座进行静力学分析,验证重要零部件的强度刚度的安全性。分析装置自由状态下及工作状态下的振动,根据前6阶固有频率和振型,得到低频振动频率,为避免发生一些低频共振提供数据支撑。有限元分析中手指及导轨连接座都存在较大的设计冗余,针对手指和导轨连接座进行拓扑优化的轻量化设计,通过优化,得出一组重量轻、强度刚度满足工作条件的解,并根据实际情况确定结构的尺寸。最后对设计完成的装置进行疲劳寿命分析,研究装置的安全性及耐久性。分析寿命满足使用要求。进一步对分拣夹持装置进行样机的制作,搭建简单的实验平台,对装置进行抓取实验,实验表明该装置可以稳定抓取废旧锂电池。运用软件仿真分析可以优化装置性能,提高装置的安全性,缩短设计开发周期,降低开发成本。分拣装置结构的紧凑性及低成本,相比较现存的装置具有一定的优势,且可根据分拣的数量及分拣的等级要求,调节装置的数量,使分选细致准确。装置行程的可调节性,装置整体外部尺寸129mm,抓取最大行程有82mm。行程的可调性可针对多种物品的抓取。装置的安全性,具有断电自锁功能。装置具有速度可控、可重复使用及易操作等特点。装置速度的可控性,研究速度与最大应力的关系,保证最优速度的选择。装置可重复使用,采用了耐用材料制造夹持装置,并设计了可拆卸的夹具,方便更换和维护。分拣装置优势在于整机结构紧凑,工作空间小,代替人工进行废旧锂电池的分拣,降低人身财产安全的损坏。

汽车钢板弹簧力学性能及其寿命分析

这是一篇关于钢板弹簧,传统的钢板弹簧模型,非线性有限元法,刚度,S-N曲线,疲劳寿命,台架试验的论文, 主要内容为钢板弹簧作为弹性元件广泛应用于各类汽车中。但考虑到钢板弹簧存在的几何非线性和接触产生的状态非线性因素,运用传统力学分析方法建立的钢板弹簧分析模型的精度一直有待提高,特别针对应力分析而言。本文分析了传统的计算钢板弹簧刚度和应力的方法,介绍了“共同曲率法”、“集中载荷法”和“改进的集中载荷法”的基本假设和计算公式；介绍了基于多体动力学的建模方法和基于有限元法的建模方法。并以有限元法和传统计算方法计算某款多片板簧的刚度,比较了几种建模方法的建模精度。以某厂的某款产品为基础,建立了少片变截面式钢板弹簧的有限元模型,模型的边界条件与国家标准GB/T19844-2005中规定的试验条件一致；通过考虑不同的摩擦系数,得到了三种摩擦系数下的刚度曲线。并对其应力分布做了分析,得到不同载荷下指定点的应力变化曲线。研究了疲劳寿命的分析方法,应用相关疲劳理论得到了零件的S-N寿命曲线；采用国家标准GB/T19844-2005规定的应力循环水平,得到了这款少片变截面式钢板弹簧的疲劳寿命分布云图。参照国标GB/T19844-2005中的试验规范,进行了钢板弹簧的静载刚度试验和疲劳试验。通过刚度试验,得到其规定载荷下的变形量和应力分布；通过疲劳试验,得到了该板簧的疲劳寿命及断裂位置。试验结果与有限元结果进行比较,具有很好的一致性。验证了有限元法对建立钢板弹簧模型的正确性。

大悬臂构件多工位疲劳试验台设计与分析

这是一篇关于挖掘机,悬臂结构,疲劳试验台,有限元分析,疲劳寿命的论文, 主要内容为挖掘机在各种工程领域起到至关重要的作用,其高质量发展有利于我国工程机械设备走向世界前列,挖掘机工作装置疲劳可靠性问题是制约国产挖掘机抢占市场的主要影响因素之一。台架疲劳试验是研究挖掘机工作装置疲劳性能的一种重要方法,不同型号挖掘机单独开发试验工装,使得资源利用率低、试验成本提高、开发周期延长,同时非自平衡式设计对实验室地基破坏严重。为解决这类问题,本文以某公司研发的整机质量为6t、8t和20t的挖掘机工作装置疲劳试验研究为出发点,设计了一套适用于大悬臂构件且满足多工位的自平衡式疲劳试验台,并开展了分析与试验研究。本文的主要研究内容如下:(1)对挖掘机工作装置疲劳试验的相关标准以及研究现状进行分析总结,得到了6t、8t和20t挖掘机工作装置疲劳试验加载要求,明确了疲劳试验台多工位设计参数;根据设计要求,确定了双纵梁结构的大悬臂构件多工位疲劳试验台整体方案,结合力学原理使用绘图软件分别完成6t、8t和20t挖掘机的动臂与斗杆疲劳试验台结构设计;对大悬臂构件多工位疲劳试验台在极限载荷作用下的各连接铰点及纵梁承载展开分析,结果表明双纵梁的疲劳试验台实现了动态载荷自平衡,地基承载得到了极大地改善。(2)利用ANSYS软件,采用有限元仿真分析分别完成了6t、8t和20t挖掘机工作装置疲劳试验台的建模,开展了极限拉伸和压缩载荷下强度、刚度和稳定性分析,静强度以及变形结果表明各构件均满足相关设计参数;同时为确定试验载荷块加载频率,利用ANSYS中的模态分析模块对疲劳试验台开展数值模拟计算获取系统的固有频率,结果表明疲劳试验台的固有频率远离疲劳试验加载作用频率,避免了共振破坏。(3)为保证大悬臂构件多工位疲劳试验台具备良好的抗疲劳性能,分别基于热点应力法对焊缝结构和名义应力法对螺栓群和吊杆连接结构进行了疲劳寿命评估,同时开展了预紧力对吊杆结构疲劳寿命的影响研究,分析结果表明疲劳试验台的疲劳寿命满足使用要求且预紧力的施加会提高吊杆结构的疲劳寿命。依据程序疲劳试验方法及加载要求,对20t挖掘机动臂展开疲劳加载试验,试验结果表明20t挖掘机动臂等效工作时间为7921.38小时,同时验证了疲劳试验台分析结果的合理性,设计整体安全可靠。

基于ANSYS/FE-SAFE的快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命分析

这是一篇关于快速地铁车辆,一系钢圆弹簧,载荷谱,疲劳寿命的论文, 主要内容为随着国家经济的迅速发展和城市化水平不断加快升级,地铁作为一种方便、快捷、准时、环保的现代城市轨道交通工具,在节省城市土地资源,减少城市环境污染,提高居民出行效率等方面发挥了重要作用。但是,由于弹簧材料、制造工艺以及交变载荷等方面的影响因素,导致了快速地铁车辆出现了严重的一系钢圆弹簧疲劳断裂问题。这不仅会增加维护成本,影响地铁运行效率,还会给乘客的安全造成威胁。因此,研究快速地铁车辆一系钢圆弹簧疲劳寿命具有重要的现实意义。因此本文提出了基于ANSYS/FESAFE一系钢圆弹簧疲劳寿命分析。本文利用ANSYS直接建立了一系钢圆弹簧有限元模型,根据一系钢圆弹簧实际受载情况对其施加载荷和约束,并进行静强度分析。分析讨论了一系钢圆弹簧在只受垂向和分别受纵向、横向和垂向载荷作用下的应力大小以及分布范围,并且找到其在受载情况下的静强度薄弱位置。通过模态分析计算出一系钢圆弹簧前60阶模态振型和频率,对比快速地铁车辆的通过频率,分析了由波磨引起的一系钢圆弹簧共振情况。为了探究轨道波磨对一系钢圆弹簧疲劳寿命的影响,本文通过多体动力学仿真软件,结合广州地铁三号线快速地铁车辆动力学参数建立其模型,并通过广州地铁三号线实测轨道谱计算了一系钢圆弹簧在不同工况、车轮和轨道激励情况下的振动位移载荷时间历程。然后通过预处理,采用雨流计数法将快速地铁车辆一系钢圆弹簧振动位移载荷时间历程编制为疲劳载荷谱。通过FE-SAFE疲劳计算软件,结合一系钢圆弹簧疲劳载荷谱以及静强度分析结果计算出一系钢圆弹簧在不同工况、车轮和轨道激励下的疲劳寿命及寿命云图。通过分析可得,工况、车轮以及轨道都是影响一系钢圆弹簧疲劳寿命的因素,且轨道磨损和工况的不同影响较大,计算出的一系钢圆弹簧最小疲劳寿命符合其实际寿命,而且其出现部位与实际断裂位置相一致,并提出减少一系钢圆弹簧疲劳断裂的有效措施。