疲劳载荷

摘要： 以底盘系统台架疲劳试验为例,阐述了试验场载荷谱在台架上的应用。通过对疲劳试验过程中发现的失效模式及零部件失效部位的失效机制的分析,在零部件受载远小于其静态极限的前提下,建立了局部失效与外部载荷之间的线性或单调非线性关系,达到通过分析外载荷来评价疲劳载荷有效性的目的。介绍了基于幅值分析的不同计数方法在台架响应载荷与目标载荷中的应用,并进行了对比分析,达到试验室台架有效验证的目的。基于幅值对底盘副车架受到的下摆臂载荷进行了全面分析,并精准评估迭代结果。结果表明:经过耐久试验后副车架的开裂位置与CAE分析结果一致,充分说明了基于幅值的多角度评估结果的准确性。

摘要： 风电机组疲劳损伤程度通常采用疲劳载荷进行判断。疲劳载荷是工程中用于快速评估机组疲劳安全性的一项重要指标,反映的是力或力矩循环次数和振动幅值的综合效果。工程中通常采用雨流统计法对风电机组关键位置的力矩时间序列进行处理,采用Miner准则对风电机组服役周期内的疲劳损伤进行累积,最后通过材料S-N疲劳寿命曲线判断机组的安全性。常见的风电机组疲劳载荷包含叶根坐标系、静止轮毂坐标系、旋转轮毂坐标系、塔顶坐标系和塔底坐标系下的力矩疲劳载荷。

摘要： 风机叶片在运转过程中,受到不断变化的时域载荷,将时域载荷转换为可在试验条件下加载的等寿命测试载荷是评估叶片疲劳寿命的关键。以某型号风机叶片为研究对象,用Bladed软件计算叶片在生命周期内的时域载荷,再通过采用雨流计数法将时域载荷转换为不同平均值下不同幅值的马可夫矩阵载荷,然后通过不考虑均值载荷转换方式将各个截面载荷转换为等效载荷,但这种不考虑均值载荷对复合材料的疲劳产生影响的等效方法会产生较大的误差。针对上述问题,提出一种考虑均值载荷的等效转换方式,将各个截面载荷转换为等效载荷,最后设计该叶片疲劳测试实验方案,更符合风场实际情况,更能充分考核叶片结构的疲劳性能。

摘要： 风电场参与调频时会增加风机的疲劳载荷,导致风电场维护成本上升、运营效益下降。为此,提出一种考虑疲劳载荷的风电场分散式频率响应策略,可在维持风电场调频性能的同时,降低风机疲劳损伤。为实现该目标,首先分析风电场调频及有功控制结构,推导风机线性动力学模型,并构建考虑疲劳载荷的单机频率响应模型。然后基于Jensen尾流模型,推导风电场由尾流波动产生疲劳载荷的解析式,并结合单机模型构建风电场频率响应模型。为减少风电场中央控制器计算压力,采用目标级联分析法将原集中式优化问题拆分成主问题(中央控制器)和多个子问题(本地控制器),建立分散式频率响应策略。最后在MATLAB/Simulink中搭建含80台单机容量为5 MW双馈风机的IEEE RTS-79系统,并通过仿真验证所提策略的有效性。

摘要： 压力容器的封头形式有多种,其中椭圆形封头广泛的应用于重要的石油化工设备中,因其受力均衡且易于制造加工等优点。根据标准推导出椭圆形封头的计算厚度公式并进行了强度校核,利用三维分析软件对封头的静力学和疲劳载荷进行了分析,其结论是封头的受力最大应力在热冲压成形与直边连接的半径部位,最大位移在封头顶部。

摘要： 风电机组塔架作为一种悬臂梁结构,其顶端承受集中力作用,为典型的悬臂梁受力状态,其受力特点为从塔顶至塔底,弯矩单调递增,塔底处的弯矩达到最大值。同时,塔架的材料和结构具备各向同性,塔架截面各方位的承载能力相同。因此,在设计风电机组钢塔架结构时,需要将全生命周期内的塔架各截面疲劳载荷考虑在内,以塔架各方位的疲劳载荷峰值作为设计输入,对截面的直径和壁厚进行计算。通常情况下,对于塔架底段,疲劳载荷是主导塔架壁厚设计的因素之一。因此,进行塔架疲劳载荷的准确计算对于塔架精细化设计具有重要意义。

摘要： 为了优化风电场进行自动发电控制时风电机组承受的疲劳载荷,提出一种风电机组控制模型并将其应用于风电场控制。建立了一种多入多出的风机控制模型,同时控制转子转速和桨距角。在此基础上提出一种分布式控制框架的风电场控制系统,使得风电机组相互协调,并以改善疲劳特性为目标直接优化所有机组的转子转速和桨距角。仿真结果表明,该文提出的多入多出控制模型可实现对风电机组更加灵活有效的控制,结合风电场分布式控制框架,在完成自动发电控制(AGC)指令的前提下,风电机组疲劳载荷可以明显降低。

摘要： 以某载货车前轴为研究对象,建立其有限元分析模型,利用ANSYS Workbench软件进行疲劳载荷下的静强度分析。结合有限元强度分析结果确定了14个应变采集关键点,借助六通道疲劳试验机及应变片数据采集方法进行各通道在阶梯载荷加载下的关键点的应变数据采集,获得最大加载力值时各应变通道的应变极值。参照前轴有限元分析结果及在最大试验载荷时的关键截面处应变极值换算所得应力值,对前轴工字梁截面尺寸进行优化,实现前轴轻量化设计。

摘要： 针对风电机组偏航系统累积轴承损伤对其对风效果及使用寿命造成的影响,从偏航系统机械结构与运行原理出发,引入2种疲劳损伤表征参数,用于指导偏航系统优化控制器设计。在基于经验的模糊偏航控制策略基础上,利用遗传算法和偏航疲劳损伤参数对模糊规则进行优化,有针对性地实现了偏航对风过程中偏航系统疲劳载荷的有效抑制,并利用所提出的控制策略进行了多工况仿真实验。结果表明:相比现有控制策略,所提出的遗传模糊偏航控制策略可明显降低偏航系统疲劳程度,有效减少偏航系统损伤。

摘要： 当多个风-储场站参与调频时,由于运行状态不同,导致其提供调频出力时的成本存在一定差异。另外,风电场参与调频时场内风机上的疲劳载荷也会增加,对风机安全性造成影响。为解决上述问题,文中提出一种基于风-储联合的双层频率响应控制策略,可通过协调风-储场站间与场内风机间的出力,在满足系统调频需求的同时,降低调频总成本及各风电场内载荷总量。首先,分析并量化风-储场站调频时的内损、老化及风险成本,并在场站协调层上建立场站有功分配控制策略,确定成本最低的各场站出力方案。然后,基于风机出力与尾流波动、疲劳载荷间的线性关系,采用和增积减算法在机组协调层上构建风电场分散式有功控制策略,协调风机间出力,在维持风电场调频性能的同时,降低场内载荷总量。最后,在MATLAB/Simulink中搭建含2个100×5 MW双馈风电场和2个100 MW/100 MW?h锂电池储能电站的IEEE RTS-79系统,仿真验证了所提策略的有效性。

摘要： 本文简单讨论了疲劳载荷排列顺序、代表起落谱中的疲劳载荷的确定以及分散系数等载荷谱中基本要素的重要内涵,论述了编谱过程中对这些因素加以考虑的一些原则.通过上述讨论，进一步阐明对于飞机的载荷谱而言，疲劳载荷的排列顺序是不容忽视的，将载荷谱中载荷大小接近的载荷归并为同一级别载荷具有合理性;说明了对于代表起落谱而言，对疲劳载荷情况进行确定和简化的必要性和重要意义。

摘要： 采用CT试样,通过应力控制的梯形波加载方式,并利用直流电位法测量裂纹扩展长度的方法,开展改良型12％Cr转子钢在蠕变-疲劳交互作用(保载温度为600°C)下裂纹扩展试验研究.通过金相分析可以得出,在蠕变-疲劳载荷下扩展裂纹更细、更尖锐,并存在更多的穿晶裂纹.试验结果表明,断裂参量(Ct)avg能更好地表征蠕变疲劳载荷下裂纹扩展规律,并给出裂纹扩展速率与△K、(Ct)avg断裂参量的拟合公式.

摘要： 通过宏观检查、化学成分检测、金相组织检验,对某发电公司发电600MW亚临界机组高调门反馈装置LVDT连接杆(材质为25Cr2MoV,规格为Φ32mm螺纹连接杆)进行了综合分析.结果表明,连接杆螺纹连接处根部存在的原始加工缺陷在疲劳载荷的作用下形成裂纹源并逐渐扩展,最终导致了连接杆的断裂.

摘要： 通过断口微观检测、化学成分分析和金相组织观察等方法手段分析了塔河油田某油气混输管道弯管爆裂的原因.结果表明:弯管因弯制过程加工工艺不当,形成了大量硬度高、强度高的马氏体组织,导致该部位抗拉强度和硬度大幅升高,导致管线开裂敏感性大幅提升;在服役过程中,微裂纹在可扩散氢的影响下一旦扩展,在残余应力、局部拉应力及疲劳载荷等的影响下快速撕裂.

摘要： 对某型高压共轨喷油嘴针阀体开裂问题进行了失效分析.通过有限元结构分析、扫描电镜(SEM)断口分析、金相组织分析及显微硬度检测等多方面研究,指出针阀体是在较高的压力波动疲劳载荷条件下,显微裂纹从进油道与中孔之间下部尖角处起始并快速扩展导致沿晶疲劳开裂.针阀体渗碳层显微硬度过高是开裂的主要原因.本文的研究成果为制定满足160MPa共轨系统针阀体的工艺技术要求提供了依据.

摘要： 某机车用立柱弹簧在服役过程中出现早期断裂失效,为找出失效原因,对其进行化学成分、电子显微镜、能谱、显微组织和硬度等分析.结果表明:弹簧在使用过程中局部被磨损、挤压而出现裂纹源,在疲劳载荷作用下裂纹扩展导致弹簧早期断裂;提出了改进措施.

摘要： 通过拉伸试验和拉-拉疲劳试验,研究了Co基非晶合金纤维的拉伸性能和低周疲劳性能,观察了非晶合金纤维的拉伸断口形貌和疲劳断口形貌,探讨了非晶合金纤维在疲劳载荷下的断裂机理.结果表明;非晶合金纤维拉伸断裂和疲劳断裂的形式均为剪切断裂,断面与纤维轴的角度为40.～45.,断面横截面分为脉状纹路区和平滑区;在拉伸试验过程中,非晶合金纤维中的剪切变形造成了应变的高度局部化,纤维沿单一剪切带发生剪切断裂;在拉-拉疲劳试验过程中,非晶合金纤维中形成多条剪切带,裂纹沿剪切带扩展,最终形成疲劳断口.

摘要： 随着汽车技术研究开发和深入,车辆疲劳分析需求日盛,获取准确的疲劳载荷谱一直是车辆疲劳分析中极为重要的一个部分,其直接决定了疲劳分析结果的准确性.目前,获取疲劳载荷主要采用轮力传感器.本文结合某特种车辆载荷谱测试工作进行车轮六分力传感器应用技术研究,从传感器测试原理、结构组成、载荷谱测试及数据处理几个方面进行应用技术研究,并结合实车载荷谱试验进行实际应用.

摘要： 提出一种现代内燃机车舱室结构的设计方法,通过此方法设计的插拔式可拆卸机车舱室结构既满足现代内燃机对舱室结构的一般功能要求,又能够满足其在力学性能方面要求.该方法设计的舱室结构相对于传统机车舱室结构具有结构简单、设计灵活,且具有良好的普适性、通用性和安全性等优点.运用此方法设计的某出口机车的电气室结构,在纵向、横向和垂向上能够分别承受4g、2g和2g的冲击载荷及±1g、±0.5g和±0.5g的疲劳载荷.

摘要： 蒸压釜因间歇操作需采用齿啮合快开门结构,由于疲劳载荷的作用,常常会在啮合齿的齿侧出现裂纹.对某蒸压釜齿啮合快开门结构进行了有限元计算,按分析设计标准对结构进行了强度评定.发现同时考虑内压及温度载荷时,结构仅能满足应力强度要求,却不能满足疲劳强度要求.建议此类结构设计计算时,应对温度载荷造成的热应力予以充分的重视,以保证结构的安全.

摘要： 本发明燃料电池热载荷与机械载荷加速疲劳试验装置属于燃料电池测试系统领域，涉及燃料电池热载荷与机械载荷加速疲劳试验装置。试验装置由箱体部件、热载荷部件和机械载荷部件组成，热载荷部件由低温介质、高温介质、试样环境换热管、低温换热管、高温换热管、电磁阀、三通管接头、环境管路液泵、环境管路储罐、温度传感器、温度变送器组成。机械载荷部件由燃料储罐、氧化剂储罐、燃料泵、氧化剂泵、燃料换热管、氧化剂换热管、阴极入口管、阳极入口管、阴极出口管、阳极出口管、氧化剂回收罐、燃料回收罐组成。本装置具有试验效率高、操作简便、安全可靠，实用性强的特点，且实现了对燃料电池性能劣化过程中热载荷与机械载荷的加速模拟。

摘要： 一种航空发动机载荷谱中低周疲劳小载荷删除方法。涉及一种低周疲劳小载荷删除方法。提出了一种逻辑清晰、步骤有序，使用后可简单、精确的对航空发动机载荷谱中的低周疲劳小载荷进行删除的航空发动机载荷谱中低周疲劳小载荷删除方法。本发明的技术方案为：按以下步骤进行删除：S1、建立概率距离模型；S2、得到等效载荷幅值的概率密度函数；S3、表示原始谱与小载荷删除谱的疲劳寿命；S4、得到相关的数学特征参数；S5、求解小载荷删除阈值；S6、对航空发动机载荷谱中小载荷进行删除。本发明小载荷删除更加具有科学依据，更加适用于实际航空发动机载荷谱的小载荷删除。消除了由于概率距离模型的不对称性导致的误差的存在。

摘要： 本发明燃料电池热载荷与机械载荷加速疲劳试验装置属于燃料电池测试系统领域，涉及燃料电池热载荷与机械载荷加速疲劳试验装置。试验装置由箱体部件、热载荷部件和机械载荷部件组成，热载荷部件由低温介质、高温介质、试样环境换热管、低温换热管、高温换热管、电磁阀、三通管接头、环境管路液泵、环境管路储罐、温度传感器、温度变送器组成。机械载荷部件由燃料储罐、氧化剂储罐、燃料泵、氧化剂泵、燃料换热管、氧化剂换热管、阴极入口管、阳极入口管、阴极出口管、阳极出口管、氧化剂回收罐、燃料回收罐组成。本装置具有试验效率高、操作简便、安全可靠，实用性强的特点，且实现了对燃料电池性能劣化过程中热载荷与机械载荷的加速模拟。

摘要： 一种冲击载荷下机械零件振动疲劳载荷实时监测传感器及设计方法，属于机械零部件振动疲劳寿命监测技术领域。利用振动疲劳载荷监测传感器的圆环安装座承受机械结构表面的应力并实时监测；通过随机械零部件工作时振动而摆动的振动摆杆，使得中心连接块与圆环安装座之间弹性杆发生变形，从而将机械零件被测位置工作时的振动特征转化为弹性杆的应变特征，并通过安装在弹性杆上的应变测量电路实现机械零件表面振动特征的实时监测，确保结构表面应变特征与振动特征的时序一致性，同时利用无线传输将结构振动疲劳载荷信息传入计算机监控平台，及时反馈给操作人员，对机械零部件振动疲劳寿命进行分析，防止突发事故的产生，确保机械设备安全可靠的运行。

摘要： 本发明公开了用于飞机振动叠加疲劳强度测试的疲劳载荷柔性施加系统，属于飞机测试技术领域，施加系统包括试验台、支撑组件和连接组件；试验台上设有试验件，支撑组件包括内侧固定梁、外侧固定梁、加载杆、加载固定梁和转向固定梁，内侧固定梁、外侧固定梁、加载固定梁和转向固定梁分别与试验室内壁连接，加载杆位于外侧固定梁和加载固定梁之间，连接组件用于将内侧固定梁、外侧固定梁、加载杆、加载固定梁、转向固定梁和试验件连接；本发明的施加系统结构设计合理，有利于提高飞机振动叠加疲劳强度测试结果的准确性。

摘要： 本发明提供一种复杂焊接结构疲劳载荷与焊接接头疲劳载荷之间的快速传递技术，包括如下步骤：步骤一、利用三维几何建模软件，预先将焊接接头部分的几何进行切割，并导出；步骤二、利用有限元工具软件，划分有限元网格，并将步骤一中切割的焊接接头部分几何形状对应定义为子结构；步骤三、施加位移约束条件，获得完整的有限元计算模型；步骤四、从施加的结构疲劳载荷中选择最大值，作为求解载荷；步骤五、求解以后，提取每一个子结构中每一个被切割面的节点力，计算切割面的合力；步骤六、利用线性比例关系，得到每一个结构疲劳载荷对应的焊接接头疲劳载荷；步骤七、存入数据库，待以后调用；步骤八、对每一个焊接接头独立进行抗疲劳设计。

摘要： 本发明公开了一种航空发动机载荷谱中热疲劳载荷提取及分布规律确定方法，包括以下步骤：利用雨流滤波程序对实测温度谱进行预处理；将预处理后的温度谱以温度数量为基准进行等分，得到多组具有相同温度数量的数据单元；对获得的每组数据单元进行筛选，提取热疲劳载荷；将不满足提取条件的数据单元继续进行细分，继续提取；将提取出的热疲劳载荷数据储存起来，继续提取储存温度的波峰波谷值以及对应时间，并根据此数据绘制热疲劳载荷温度谱；统计热疲劳载荷的特征参数，对特征参数进行拟合分析，获得热疲劳载荷的分布规律。利用本发明可以快速准确地提取航空发动机热疲劳载荷，并为类似复杂工作构件的热疲劳载荷提取与分析提供充分、科学的依据。

摘要： 一种冲击载荷下机械零件振动疲劳载荷实时监测传感器及设计方法，属于机械零部件振动疲劳寿命监测技术领域。利用振动疲劳载荷监测传感器的圆环安装座承受机械结构表面的应力并实时监测；通过随机械零部件工作时振动而摆动的振动摆杆，使得中心连接块与圆环安装座之间弹性杆发生变形，从而将机械零件被测位置工作时的振动特征转化为弹性杆的应变特征，并通过安装在弹性杆上的应变测量电路实现机械零件表面振动特征的实时监测，确保结构表面应变特征与振动特征的时序一致性，同时利用无线传输将结构振动疲劳载荷信息传入计算机监控平台，及时反馈给操作人员，对机械零部件振动疲劳寿命进行分析，防止突发事故的产生，确保机械设备安全可靠的运行。

摘要： 本发明公开了一种海洋大气腐蚀与疲劳载荷的周期交替损伤金属材料的疲劳寿命估算方法，属于金属腐蚀疲劳可靠性技术领域。该方法将海洋大气环境腐蚀与疲劳循环载荷周期交替作用下金属材料的总损伤分为环境腐蚀损伤、循环载荷疲劳损伤以及腐蚀+疲劳周期交替耦合损伤；利用环境腐蚀+疲劳载荷周期交替耦合损伤度描述海洋大气环境腐蚀损伤和循环载荷疲劳损伤的周期交替耦合作用；依据实验获得的原始试样、腐蚀损伤试样及周期交替耦合损伤试样的疲劳寿命等基本数据，建立了海洋大气腐蚀+疲劳循环载荷周期交替耦合损伤金属材料的疲劳寿命估算模型，具有高精度和重要应用价值，为海洋大气环境下飞机金属构件服役可靠性的精确评估奠定理论与技术基础。

摘要： 本发明公开了用于飞机振动叠加疲劳强度测试的疲劳载荷柔性施加系统，属于飞机测试技术领域，施加系统包括试验台、支撑组件和连接组件；试验台上设有试验件，支撑组件包括内侧固定梁、外侧固定梁、加载杆、加载固定梁和转向固定梁，内侧固定梁、外侧固定梁、加载固定梁和转向固定梁分别与试验室内壁连接，加载杆位于外侧固定梁和加载固定梁之间，连接组件用于将内侧固定梁、外侧固定梁、加载杆、加载固定梁、转向固定梁和试验件连接；本发明的施加系统结构设计合理，有利于提高飞机振动叠加疲劳强度测试结果的准确性。