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《振動疲勞試驗與CAE分析(動態(tài)播放)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、振動疲勞試驗與CAE分析?車身研究院試驗檢測所?毛招鳳?2014.8.28CONTENTS01振動疲勞概述02試驗場數(shù)據(jù)采集與分析03臺架振動加載譜合成04臺架振動試驗與壽命計算05動態(tài)響應與疲勞仿真分析11振動疲勞概述2楔子C-9A駕駛室在挖掘巖石、破碎錘沖擊等惡劣工況下出現(xiàn)開裂什么原因引起？怎么故障再現(xiàn)？如何結構優(yōu)化？如何快速驗證？31.1應力疲勞與振動疲勞對比類型疲勞試驗壽命計算適用范圍應用舉例應力疲勞通過迭代技術，S-N法結構件受力狀態(tài)明確，激勵鏟斗(時域再現(xiàn))對非平穩(wěn)隨機過E-N法載荷便于獲取，需要用力、挖機兩臂
2、程的精確描述位移信號加載軸耦合道路模擬振動疲勞對平穩(wěn)隨機過程Dirlik模型結構復雜，受力情況復雜，駕駛室(頻域再現(xiàn))的統(tǒng)計學模擬Lalanne難于獲得準確的受力載荷，油箱模型載荷來源于海浪、風力、輪水箱胎等隨機激勵，需要大幅度散熱器支架加速試驗或加速計算，可以座椅用加速度PSD加載電氣安裝支架41.1應力疲勞與振動疲勞對比計算速度51.1應力疲勞與振動疲勞對比計算流程61.2振動疲勞理論發(fā)展過程PSD循環(huán)計數(shù)JSBendat,19641.Rayleigh分布，僅適用于TDirlik,1985窄帶信號2.基于Dirlik、
3、Rayleigh、Gaussian分布，適用于寬帶信號CLalanne,19923.利用Rayleigh、Gaussian分布按一定的權重比例組合，適用于寬帶信號71.3振動疲勞問題研究流程樣機CAD模型數(shù)據(jù)采集有限元模型數(shù)據(jù)處理PSD激勵頻率響應分析合成加載譜S-N曲線隨機疲勞分析臺架振動試驗疲勞壽命計算結構優(yōu)化建議82試驗場數(shù)據(jù)采集與分析92.1振動數(shù)據(jù)采集102.2振動數(shù)據(jù)分析◆465挖機在高速行走與挖怠速Z掘工況時，發(fā)動機轉速在1900RPM附近，依此計算發(fā)動機的各階頻率。◆駕駛室安裝平臺Z方向在32Hz、95Hz
4、、185Hz、295Hz、601Hz、898Hz、高速Z1220Hz分別為發(fā)動機的1階、3階、6階、9階及主泵的18階、27階、36階激勵頻率；◆高速行走與挖掘工況下，8Hz、13Hz的響應頻率應為來自地面激勵；挖掘Z◆465高速行走與挖掘工況的加速度RMS大致相當，約為怠速工況加速度RMS的4～5倍。112.2振動數(shù)據(jù)分析怠速X◆減振器對100Hz以上的振動具有較好的隔振效果?！粲捎隈{駛室的主要怠速Y整體模態(tài)在100Hz以下，且5Hz以下振動臺驅動困難?！艚ㄗh駕駛室振動試驗與CAE分析的頻率怠速Z范圍設置為5-100Hz
5、，既能覆蓋絕大部分損傷又能節(jié)省計算資源——減振前——減振后123臺架振動加載譜合成133.1載荷譜組合時域疊加143.2大挖綜合工況綜合工況加載譜合成方案序號原始數(shù)據(jù)原始時長權重延長倍數(shù)1怠速運行15s5%1200002低速行走35s5%514303高速行走30s10%1200004挖掘泥土65s10%553805挖掘碎石50s40%2880006挖掘礦山60s30%180000備注：設計壽命以10000h計,延長倍數(shù)=36000000×權重÷原始時長153.3加載譜合成流程根據(jù)壽命等效原則將4min15s的振SRS動外推
6、到10000hFDS163.3加載譜合成流程基于累積壽命等效原則173.3臺架振動加載譜X頻率（Hz）PSD(g2/Hz)頻率（Hz）PSD30.00160300.0021350.00567450.0010170.00954550.00192180.000841000.00192183.3臺架振動加載譜Y頻率（Hz）PSD(g2/Hz)頻率（Hz）PSD30.00092200.0030450.00556700.0030490.027441000.00626193.3臺架振動加載譜Z頻率（Hz）PSD(g2/Hz)頻率（Hz
7、）PSD30.00025300.0106850.00452380.0189860.01281440.01305110.02799880.08158150.032261000.07755204臺架振動試驗與壽命計算214.1C-9B駕駛室結構C-9A型材骨架C-9B+=224.2臺架振動試驗C-9B駕駛室234.3局部位置應力分析標準譜1.5倍強度，X方向7Hz16Hz500Hz50Hz5Hz500Hz再次映證5-100Hz的振動是造成局部開裂的主要原因，“B臺架振動柱上轉角”在7-8Hz附近出現(xiàn)應力峰值，與路面激勵8Hz重
8、疊。7Hz8Hz100Hz100Hz綜合工況加載譜，X方向244.4應力疲勞壽命計算流程254.5局部位置壽命計算標準譜1.5倍強度，X方向標準譜1.5倍強度振動數(shù)據(jù)時長5min，疲勞Max510.97壽命計算累計7.1h，實際Min-841.22振動2.5h出現(xiàn)開裂Range1352.19Damage
