超高斯振动激励下典型结构应力响应与疲劳寿命分析
发布时间：2021-08-09 17:27
振动是影响装备可靠性最重要的环境因素之一。传统的观点习惯于将装备的随机振动环境近似成平稳高斯分布，但实际中不少装备外场服役环境或由运输环节引起的振动加速度激励往往呈现出明显的超高斯分布特征。由于直接对装备造成疲劳损伤的是应力响应而非加速度激励，所以分析超高斯振动激励下典型结构的应力响应及疲劳寿命，不仅有利于揭示装备在超高斯振动激励下的失效机理，同时对探索将超高斯振动进一步应用于加速可靠性试验与评估也具有重要意义。本文主要研究工作和结论如下：1、为将超高斯振动激励下典型悬臂梁结构的加速度响应信号转换为位移响应信号去求解应力响应，通过分别将频域积分和时域积分得到的位移信号与实测位移信号进行定性和定量的对比分析，得到了频域积分方法更适用于超高斯加速度信号的结论。2、通过理论推导，得到典型悬臂梁结构的固有频率，以及结构的位移响应与应力响应之间的解析关系，结合上述加速度响应到位移响应的积分方法，得到了由加速度响应求解应力响应的方法。3、采用名义应力法中的时域方法对典型悬臂梁结构进行疲劳寿命分析。在已获得结构应力响应时间历程的基础上，采用雨流法进行循环计数处理，然后根据材料的疲劳性能曲线和疲劳累积...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究思路及内容安排
1.3.1 研究思路
1.3.2 内容安排
第二章 超高斯振动加速度信号的积分方法研究
2.1 概述
2.2 传统积分方法处理超高斯振动加速度信号的适用性分析
2.2.1 时域积分方法
2.2.2 频域积分方法
2.2.3 适用性分析
2.3 超高斯振动加速度信号积分方法的试验验证
2.3.1 试验过程
2.3.2 误差评价指标
2.3.3 试验实测数据与积分结果对比
2.4 本章小结
第三章 超高斯振动激励下典型结构振动应力响应求解方法
3.1 概述
3.2 悬臂梁结构的固有频率
3.2.1 无阻尼弹簧-质量单自由度系统
3.2.2 悬臂梁结构的固有频率
3.3 悬臂梁结构的振动应力响应求解方法
3.4 本章小结
第四章 超高斯振动激励下典型结构疲劳寿命预估
4.1 概述
4.2 铝合金材料疲劳 S-N 曲线的描述
4.2.1 疲劳 S-N 曲线模型
4.2.2 疲劳 S-N 曲线模型的验证
4.3 雨流计数法
4.3.1 雨流计数法简述
4.3.2 雨流计数法在疲劳寿命估算中的应用
4.3.3 疲劳累积损伤理论
4.4 典型悬臂梁结构在超高斯随机振动载荷下的疲劳寿命预估
4.5 本章小结
第五章 超高斯振动激励下典型结构疲劳试验研究
5.1 概述
5.2 试验设计
5.2.1 试验设备
5.2.2 试验件
5.2.3 试验条件
5.2.4 试验过程及试验结果
5.3 试验结果分析
5.3.1 典型悬臂梁结构应力响应信号计算与试验结果对比
5.3.2 典型悬臂梁结构应力响应的非高斯特性分析
5.3.3 典型悬臂梁结构疲劳寿命预测与试验结果对比
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要研究结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]随机振动疲劳计算方法比较[J]. 李德勇,王明珠. 江苏航空. 2010(S2)
[2]输电塔线耦合体系的风振疲劳时域分析[J]. 汪之松,李正良,肖正直,晏致涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]深海钢悬链立管时域疲劳寿命预估研究[J]. 杨和振,李华军. 振动与冲击. 2010(03)
[4]基于功率谱密度的结构随机疲劳寿命仿真[J]. 顾超林,王轲. 计算机与现代化. 2010(02)
[5]振动信号频域积分的滤波修正算法[J]. 董礼,廖明夫,杨伸记. 机械设计与制造. 2010(01)
[6]边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨[J]. 蒋良潍,姚令侃,吴伟. 防灾减灾工程学报. 2009(03)
[7]深海钢悬链立管触地点动力响应分析[J]. 傅俊杰,杨和振. 海洋工程. 2009(02)
[8]一个新的材料疲劳寿命曲线模型[J]. 吴富强,姚卫星. 中国机械工程. 2008(13)
[9]桅杆结构风振疲劳的时域分析[J]. 黄健,娄宇. 特种结构. 2006(03)
[10]基于数字积分和LMS的振动加速度信号处理[J]. 周小祥,陈尔奎,吕桂庆,刘立星. 自动化仪表. 2006(09)
博士论文
[1]结构振动疲劳寿命分析方法研究[D]. 王明珠.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]非高斯振动环境下的装备结构可靠性研究[D]. 王得志.国防科学技术大学 2010
[2]插装型电子元器件强化振动试验疲劳仿真研究[D]. 孙炜.国防科学技术大学 2003
本文编号：3332492
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究思路及内容安排
1.3.1 研究思路
1.3.2 内容安排
第二章 超高斯振动加速度信号的积分方法研究
2.1 概述
2.2 传统积分方法处理超高斯振动加速度信号的适用性分析
2.2.1 时域积分方法
2.2.2 频域积分方法
2.2.3 适用性分析
2.3 超高斯振动加速度信号积分方法的试验验证
2.3.1 试验过程
2.3.2 误差评价指标
2.3.3 试验实测数据与积分结果对比
2.4 本章小结
第三章 超高斯振动激励下典型结构振动应力响应求解方法
3.1 概述
3.2 悬臂梁结构的固有频率
3.2.1 无阻尼弹簧-质量单自由度系统
3.2.2 悬臂梁结构的固有频率
3.3 悬臂梁结构的振动应力响应求解方法
3.4 本章小结
第四章 超高斯振动激励下典型结构疲劳寿命预估
4.1 概述
4.2 铝合金材料疲劳 S-N 曲线的描述
4.2.1 疲劳 S-N 曲线模型
4.2.2 疲劳 S-N 曲线模型的验证
4.3 雨流计数法
4.3.1 雨流计数法简述
4.3.2 雨流计数法在疲劳寿命估算中的应用
4.3.3 疲劳累积损伤理论
4.4 典型悬臂梁结构在超高斯随机振动载荷下的疲劳寿命预估
4.5 本章小结
第五章 超高斯振动激励下典型结构疲劳试验研究
5.1 概述
5.2 试验设计
5.2.1 试验设备
5.2.2 试验件
5.2.3 试验条件
5.2.4 试验过程及试验结果
5.3 试验结果分析
5.3.1 典型悬臂梁结构应力响应信号计算与试验结果对比
5.3.2 典型悬臂梁结构应力响应的非高斯特性分析
5.3.3 典型悬臂梁结构疲劳寿命预测与试验结果对比
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要研究结论
6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]随机振动疲劳计算方法比较[J]. 李德勇,王明珠. 江苏航空. 2010(S2)
[2]输电塔线耦合体系的风振疲劳时域分析[J]. 汪之松,李正良,肖正直,晏致涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]深海钢悬链立管时域疲劳寿命预估研究[J]. 杨和振,李华军. 振动与冲击. 2010(03)
[4]基于功率谱密度的结构随机疲劳寿命仿真[J]. 顾超林,王轲. 计算机与现代化. 2010(02)
[5]振动信号频域积分的滤波修正算法[J]. 董礼,廖明夫,杨伸记. 机械设计与制造. 2010(01)
[6]边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨[J]. 蒋良潍,姚令侃,吴伟. 防灾减灾工程学报. 2009(03)
[7]深海钢悬链立管触地点动力响应分析[J]. 傅俊杰,杨和振. 海洋工程. 2009(02)
[8]一个新的材料疲劳寿命曲线模型[J]. 吴富强,姚卫星. 中国机械工程. 2008(13)
[9]桅杆结构风振疲劳的时域分析[J]. 黄健,娄宇. 特种结构. 2006(03)
[10]基于数字积分和LMS的振动加速度信号处理[J]. 周小祥,陈尔奎,吕桂庆,刘立星. 自动化仪表. 2006(09)
博士论文
[1]结构振动疲劳寿命分析方法研究[D]. 王明珠.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]非高斯振动环境下的装备结构可靠性研究[D]. 王得志.国防科学技术大学 2010
[2]插装型电子元器件强化振动试验疲劳仿真研究[D]. 孙炜.国防科学技术大学 2003
本文编号：3332492
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3332492.html
