为分析多目标优化前、后铝合金车轮径向疲劳可靠性,建立了铝合金车轮的有限元模型并进行静力学分析,在nCode中基于应力分析理论进行数值仿真计算,对车轮进行径向疲劳寿命分析。以车轮的径向疲劳寿命和自重为优化目标构建多目标优化数学模型,优化后的车轮径向疲劳寿命大幅提高,同时车轮的自重减少了15%。基于6σ方法对优化前、后的结果进行了可靠性分析,结果表明优化后的车轮可靠性更高。

针对座椅骨架的疲劳强度进行分析,尤其是骨架中焊缝的疲劳方法进行研究分析;首先建立座椅骨架及焊缝的有限元模型,分别基于Hypermesh软件,使用Block Lanczos法进行了计算模态分析,基于LMS Test.lab软件,使用锤击法进行了试验模态分析,对有限元模型进行校验,并确定了焊缝的材料属性;对校验后的有限元模型进行静力分析得出结构强度薄弱的位置,尤其是危险焊缝的位置;进而基于Ncode软件采用Miner损伤法则,在针对特定焊缝类型进行应力修正,计算出其疲劳寿命;根据企业的疲劳试验结果,对该方法进行验证分析,结果表明此疲劳计算方法对座椅骨架焊缝的寿命预估准确有效,为分析和改善该类座椅骨架的焊接寿命奠定了基础,为此类结构的设计与优化提供了参考。

1.2T装载机铲斗的结构简单相对耗材较多但装载物料较少,需要对其进行强度及疲劳寿命分析。其中装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,装载机铲斗载荷历程的获取也一直是装载机研究领域的重点。为获取更贴近铲斗实际工作情况的载荷历程,采用散体力学与多体动力学耦合仿真的方式来获取铲斗的载荷历程。对1.2T铲斗进行应力应变实验,验证了载荷历程的准确性。最后利用得到的载荷历程对装载机铲斗进行强度与疲劳分析,发现了1.2T铲斗存在应力分布不合理现象,并计算得到其疲劳寿命。为1.2T铲斗结构的优化提供了参考,对其以后的优化、工程机械的计算与仿真有一定的指导意义。

针对某型电动汽车转向节有限元分析及其形状优化问题,利用ANSYS Workbench对转向节进行静力学分析、模态分析、疲劳分析和瞬态动力学分析并优化。优化结果表明,转向节最大应力由749MPa降低至594MPa、安全系数由1.05提高至1.32,最低疲劳寿命系数由774.4提高至1658,转向节最低阶固有频率为3610.4Hz,远高于路面以及车轮不平引起的振动频率,有效避免共振。瞬态动力学分析结果与静力学分析结果经过多次比较发现没有明显差别,表明静力学分析从某种程度上可以有效代替瞬态动力学分析,节约分析时间。

使用SolidWorks软件对全自动激光去溢料机的机械爪连接件进行应力分析和疲劳分析,验证结构设计的合理性和零件的使用寿命。通过模态分析,分析零件产生共振破坏的部位并加以研究,以保证其在使用过程中不会发生此类现象。机械零部件的设计中开展此类研究能有效地降低设备研发成本,也为后续设备中其余零部件的设计研发奠定了一定的理论与实践基础。

针对柔性接触网中腕臂装置的工作特点,选取定位管支撑本体作为研究分析对象,根据定位管支撑本体的几何物理模型,在SolidWorks Simulation中建立了有限元模型,选取了5个幅值加载载荷,用2种加载方式对该本体进行了静力学分析,并在正交加载的基础上,为该本体定义疲劳曲线(S-N曲线),对该本体进行了LR=0和LR=-1两种加载情况的疲劳分析。在静应力分析中研究分析了不同载荷幅值和不同加载方式对定位管支撑本体的应力分布和屈服区域分布的影响;在疲劳分析中,研究分析了定位管支撑在两种加载情况下疲劳生命周期的分布规律。在理论上对以后进行其它同类型管类支撑件的设计和可靠性分析有一定的参考价值。

平衡肘受力情况复杂而且多变。利用Adams对行动部分进行虚拟仿真,结合实体计算可以获取平衡肘的真实受力载荷约为35 kN。根据疲劳理论分析,可以得到平衡肘初始结构的使用寿命在13万km以上。为了实现平衡肘的轻量化,对其结构进行拓扑优化,采用的方式是在平衡肘连接扭杆的端面位置进行循环沟槽设计等。经研究表明:在同等受力情况下,平衡肘的质量减轻了5 kg,且保证了平衡肘的使用寿命。结构拓扑优化降低了钛合金材料的损耗,节约了开发成本。

以双圆弧齿轮为研究对象,通过对相同生产制造条件下生产制造的相同参数的4对齿轮,采用不同热处理工艺后进行试验分析,研究齿轮不同制造工艺对其性能的影响。试验采用3种加载方案,研究对比氮化与未氮化两种工艺条件下齿轮的疲劳特性。结果表明,正常工作条件下,经过氮化工艺处理的试验齿轮使用寿命比未经氮化工艺处理的齿轮使用寿命延长了约2倍。

疲劳破坏是高压容器常见的破坏形式,尤其是因疲劳裂纹扩展等引起的破坏。文中重点介绍了压力容器产生疲劳破坏的机理,并提出了相应的防止破坏的措施。

齿轮轴是齿轮油泵核心零件之一，为研究其结构的优劣对齿轮油泵使用寿命的影响。首先利用Solid－works软件建立齿轮油泵三维实体模型；然后在定义设计疲劳曲线（S－N曲线），利用Solidworks Simulation插件对齿轮轴进行疲劳分析，最终得出齿轮轴的对等应力等相关数据，进行有限元分析。研究结果表明，该研究为预测齿轮油泵的疲劳寿命提供了理论依据。