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《某整流罩支架隨機振動疲勞壽命仿真——胡磊》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、某整流罩支架隨機振動疲勞壽命分析胡磊，王軻(南京航空航天大學振動工程研究所,江蘇南京210016)摘要:為了對某整流罩支架結(jié)構(gòu)進行疲勞壽命預測，本文利用有限元分析軟件MSC.Patran、MSC.Nastran、MSC.Fatigue[1][2]等,進行了結(jié)構(gòu)隨機振動疲勞分析并用振動疲勞試驗進行了驗證，最終對比不同支架模型壽命仿真結(jié)果，證明了新支架能夠滿足使用要求。進行分析時首先需要建立結(jié)構(gòu)的有限元模型，并且利用模態(tài)實驗結(jié)果對模型進行優(yōu)化，得到較精確的模型。然后對結(jié)構(gòu)進行頻率響應計算,得到結(jié)構(gòu)的傳遞函數(shù)，
2、根據(jù)載荷和傳遞函數(shù)計算得到響應的應力功率譜,最終利用頻域方法計算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。仿真所得對比于實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩者處于同一量級,仿真結(jié)果可信，新支架滿足要求。關(guān)鍵詞：疲勞壽命;隨機振動;頻域法中圖分類號：TP391.9TherandomvibrationfatiguelifeanalysisofacertaincowlingtrestleHuLei，WangKe(InstituteofVibrationEngineering,NanjingUniversityofAeronautics&Astronauti
3、cs,Nanjing210016,China)Abstract:Inordertoforecastthefatiguelifetime,wedoanalysisforthecowlingtrestleincludingtherandomvibrationfatigueanalysisandvalidatingtheresultbyusingfiniteelementanalysissoftwareMSC.Patran,MSC.Nastran,MSC.Fatigue.Theresulthasprovedth
4、attheImprovedStructurecanmeettheneedscompletely.Atfirst,afiniteelementmodelshouldbemodeled,andbeoptimizedbyusingmodalexperimentresults.Andthenextstepiscalculatingthefrequencyresponseofthestructuretoobtainthetransferfunction,thenmultiplyingthistransferfunc
5、tionwiththeinputofthepowerspectrumtoobtainthepowerspectraldensityofstress.Soitisabletofigureoutthefatiguelifeofthestructurethroughfrequencydomainmethod.Comparingthesimulationresultswiththeexperimentalresultsprovesthatthetworesultsareinthesameorderofmagnit
6、ude,sotheaccuracyandreliabilityofsimulationresultsarereliable.Theresultsalsoshowthattheimprovedstructurecanmeettherequirements.Keywords:fatiguelifetime;randomvibration;frequencydomainmethod1引言疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，在機械零件失效中大約有80%以上屬于疲勞破壞，而且疲勞破壞前沒有明顯的變形，所以
7、疲勞破壞經(jīng)常造成重大事故。對于本文所涉及的整流罩結(jié)構(gòu)，進過實測發(fā)現(xiàn)其承受的是復雜譜載荷，結(jié)構(gòu)上各點的應力變化過程復雜，體現(xiàn)了寬頻帶的特點。在此種條件的疲勞壽命預估只能采用隨機振動疲勞分析方法完成。隨機振動下構(gòu)件的可靠性分析主要有時域和頻域兩種分析方法[3-6]。時域可靠性分析方法需要進行循環(huán)計數(shù)、數(shù)據(jù)處理量非常大?；诠β首V密度的頻域分析方法憑借計算簡單、不需要循環(huán)計數(shù)的優(yōu)點受到青睞，并利用該方法估算構(gòu)件局部危險部位的疲勞壽命。功率譜密度函數(shù)是描述平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)過程的最重要參數(shù)，利用功率譜密度可以獲得構(gòu)件局
8、部應力、單位時間內(nèi)應力的近似循環(huán)次數(shù)等?；诠β首V密度的構(gòu)件疲勞壽命估算已經(jīng)在汽車、航空航天和機器制造等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用，本文即用此方法進行仿真分析。2隨機激勵載荷譜由實際情況所限，飛行數(shù)據(jù)只有支架危險點附近的響應數(shù)據(jù)，因此需要由此來推測出支架所承受的激勵。由于支架的外載荷屬于寬頻的隨機激勵，本文假設(shè)支架激勵為白噪聲激勵，疲勞振動試驗激勵也為白噪聲激勵。結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，其危險位置的應力的功率譜密度(PSD)可以用下面的關(guān)系式
