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《典型結(jié)構(gòu)件的振動(dòng)疲勞分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
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(dòng)疲勞分析姓名：廉政申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：飛行器設(shè)計(jì)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(dú)立的系統(tǒng)，且在工程應(yīng)用上已經(jīng)比較成熟。但是在實(shí)際環(huán)境中，結(jié)構(gòu)發(fā)生的破壞主要是由振動(dòng)所造成的。僅用靜疲勞的思想已經(jīng)無(wú)法全面的解釋在振動(dòng)條件下的失效，因?yàn)樗雎粤私Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的變化在振動(dòng)過(guò)程中的關(guān)鍵作用。為此本文以振動(dòng)條件下，結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性變化及其對(duì)疲勞特性和壽命的影響為分析目標(biāo)并采用飛機(jī)結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的典型結(jié)構(gòu)件為分析對(duì)象，基于MSC.patr
2、an&nastran及fatigue平臺(tái),建立典型結(jié)構(gòu)件的動(dòng)力學(xué)模型，完成動(dòng)態(tài)特性與疲勞壽命估算，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(jī)上廣泛應(yīng)用的鉚接件為分析對(duì)象，完成在一定約束條件下結(jié)構(gòu)的模態(tài)實(shí)驗(yàn)，并利用模態(tài)識(shí)別軟件Ideas進(jìn)行頻率和振型的識(shí)別。為后面章節(jié)的動(dòng)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(dòng)疲勞實(shí)驗(yàn)。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(dòng)態(tài)變化情況。結(jié)果表明，
3、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性對(duì)疲勞壽命具有重要的影響，固有頻率隨疲勞過(guò)程單調(diào)遞減。3.建立了典型結(jié)構(gòu)件有限元?jiǎng)恿W(xué)模型，并通過(guò)模態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證有限元模型的有效性，以Ftigue軟件為計(jì)算平臺(tái)，依托靜疲勞的思想對(duì)修正后的有限元模型進(jìn)行振動(dòng)疲勞壽命的估算。計(jì)算結(jié)果表明，同等應(yīng)力條件下，靜疲勞壽命要比振動(dòng)疲勞壽命要大的多。4.考慮頻率變化對(duì)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(guò)合理簡(jiǎn)化及假設(shè)，采用ABAQUS有限元軟件模擬結(jié)構(gòu)裂紋的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展過(guò)程即頻率的動(dòng)態(tài)下降過(guò)程，并對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行動(dòng)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(dòng)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(dòng)疲勞壽命分析提供了參考。關(guān)鍵詞：振動(dòng)疲勞，典型結(jié)構(gòu)件，固有頻率，模型修正，頻率變化，裂紋擴(kuò)展i典型結(jié)構(gòu)件的振動(dòng)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
