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《典型結(jié)構(gòu)件的振動疲勞分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文典型結(jié)構(gòu)件的振動疲勞分析姓名：廉政申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：飛行器設(shè)計指導(dǎo)教師：王軻2010-12南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要常規(guī)靜疲勞壽命的分析方法已經(jīng)形成一套獨立的系統(tǒng)，且在工程應(yīng)用上已經(jīng)比較成熟。但是在實際環(huán)境中，結(jié)構(gòu)發(fā)生的破壞主要是由振動所造成的。僅用靜疲勞的思想已經(jīng)無法全面的解釋在振動條件下的失效，因為它忽略了結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的變化在振動過程中的關(guān)鍵作用。為此本文以振動條件下，結(jié)構(gòu)動態(tài)特性變化及其對疲勞特性和壽命的影響為分析目標并采用飛機結(jié)構(gòu)中常見的典型結(jié)構(gòu)件為分析對象，基于MSC.patr
2、an&nastran及fatigue平臺,建立典型結(jié)構(gòu)件的動力學(xué)模型，完成動態(tài)特性與疲勞壽命估算，通過與實驗結(jié)果進行比較，提出一種以頻率為主要分析參量的共振疲勞全壽命方法。論文主要工作包括：1.以飛機上廣泛應(yīng)用的鉚接件為分析對象，完成在一定約束條件下結(jié)構(gòu)的模態(tài)實驗，并利用模態(tài)識別軟件Ideas進行頻率和振型的識別。為后面章節(jié)的動力學(xué)模型的建立及響應(yīng)分析和疲勞壽命估算奠定基礎(chǔ)。2.以結(jié)構(gòu)件的第一階固有頻率為初始的激振頻率，完成跟蹤結(jié)構(gòu)固有頻率下的振動疲勞實驗。研究了共振條件下結(jié)構(gòu)壽命變化規(guī)律以及固有頻率的動態(tài)變化情況。結(jié)果表明，
3、結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性對疲勞壽命具有重要的影響，固有頻率隨疲勞過程單調(diào)遞減。3.建立了典型結(jié)構(gòu)件有限元動力學(xué)模型，并通過模態(tài)實驗結(jié)果驗證有限元模型的有效性，以Ftigue軟件為計算平臺，依托靜疲勞的思想對修正后的有限元模型進行振動疲勞壽命的估算。計算結(jié)果表明，同等應(yīng)力條件下，靜疲勞壽命要比振動疲勞壽命要大的多。4.考慮頻率變化對結(jié)構(gòu)損傷的影響，提出了以頻率為主要分析參量的共振疲勞全壽命方法。通過合理簡化及假設(shè)，采用ABAQUS有限元軟件模擬結(jié)構(gòu)裂紋的動態(tài)擴展過程即頻率的動態(tài)下降過程，并對各個階段進行動態(tài)分析，采用SN法，損傷容限法相結(jié)
4、合的方式估算了在振動條件下結(jié)構(gòu)的疲勞全壽命。算例分析表明該方法是有效的，為振動疲勞壽命分析提供了參考。關(guān)鍵詞：振動疲勞，典型結(jié)構(gòu)件，固有頻率，模型修正，頻率變化，裂紋擴展i典型結(jié)構(gòu)件的振動疲勞分析AbstractAtpresent,theconventionalanalyticalmethodsofstaticfatiguehasbeenformedaseparatesystem,andinengineeringapplicationsarequiteripe.Butinactualenvironment,theproject
5、structureisoftenworkingintheenvironmentofthevibrationloads,theprincipallossofstructureiscausedbyvibration.Onlyusetheideaofstaticfatiguecannotcompeletlyexplainthevibrationconditionsoffailure，becauseitomitsthekeyroleofthechangesoffrequency.Asaresult,wetakethecommontyp
6、icalstructureofaircraftasanalyzingobjects.Futhermore,weusethefiniteelementsoftwareofMSC.patran&nastranandfatigueasaplatformbuildingdynamicmodelstostudyits’dynamicfeaturesandfatiguelife.Thispaperputforwardamethodwhichconsidersfrequencyasamainfactortopredictthelifeofs
7、tructure.Allworksofthispaperincludes:First,wechooseunidirectionalstiffenedplateandlinkingslabwhicharewidelyusedinaircraftasobjectstocompletethestructuralvibrationfatigueexperimentsunderresonantexcitation,realizingbandmotivationoftheincentivefrequencytrackingstructur
8、einherentfrequencyandstudyingstructurelifechangeruleandthedynamicchangeofnaturalfrequencybytheresonanceconditions.Resultsshowthatstructura
