如何预测升降车齿轮箱箱体跨尺度寿命??    南沙升降车租赁,   升降车租赁,  南沙升降车多少钱        研究升降车齿轮箱箱体是保障升降车齿轮箱正常运行的关键零部件，箱体有效保护齿轮箱的其他零部件正常工作，是齿轮箱正常运行的必要条件。 箱体暴露在外面，驱动轴高速旋转，使得齿轮箱箱体在机械方面面临很多考验。升降车齿轮箱箱体设计寿命与整车设计寿命一致，箱体出现拉伸损伤或疲劳损伤将直接危及运输安全，箱体表面出现的凹坑、细小裂纹等都将给安全运行带来巨大隐患。由于箱体设计寿命较长，我国升降车运行时间尚短，箱体失效数据较少，升降车齿轮箱台架试验受成本影响仅可做型式试验，而箱体在拆卸后不能整体独立进行可靠性试验与型式试验，因此本项研究中将采用有限元仿真方法来对箱体在结构尺度进行损伤分析。同时，由于箱体为单一的结构单元，虽然其结构性能不能完全由其材料性能外推，但其服役性能主要由其材料特性决定，如果能够将箱体材料尺度的损伤特性与箱体结构尺度的仿真分析结果相融合，将能够有效提升箱体结构损伤仿真结果的准确性。上述过程即是一种跨尺度融合的概念，本项研究将对升降车齿轮箱箱体进行尺度域的划分，即划分为材料尺度和结构尺度，将箱体材料损伤分析与箱体结构损伤仿真分析进行跨尺度的关联与决策，来实现对升降车齿轮箱箱体的跨尺度寿命预测。将首先提出结构与材料损伤信息的跨尺度关联与决策方法；对升降车齿轮箱箱体进行有限元仿真疲劳损伤分析，并对有限元仿真方法进行验证；在此基础上，将箱体结构的仿真分析结果与箱体材料损伤分析结果进行跨尺度的关联与决策来建立升降车齿轮箱箱体跨尺度寿命预测模型；开展升降车齿轮箱箱体的跨尺度寿命预测研究。

      结构与材料损伤信息的跨尺度关联与决策研究,   本研究所针对的是一类不可维修长期服役结构，这类结构具有设计寿命长、失效数据少、材料分散性问题、单体无法进行独立试验等特点，因此考虑对这类典型结构开展有限元仿真分析。但由于仿真分析结果只是一定条件下的期望输出，因此需要依据样本个体特点，对仿真结果进行修正。典型的不可维修长期服役结构如升降车齿轮箱箱体、核电站压力容器、石油输管线等，都是以机械结构为主、缺少电气功能的结构件，结构是由材料组成的，虽然材料不能等同于结构，但材料的性能对结构的性能也有巨大的影响作用，因此可以利用基础材料的服役信息来修正结构仿真分析结果。本节将提出一种跨尺度的关与决策合方法，将结构尺度的仿真分析结果与材料尺度的损伤分析结果进行跨尺度的关联与决策，实现不可维修长期服役结构的有效寿命预测。

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      结构与材料的跨尺度关联对不可维修长期服役结构开展寿命预测研究，由于一般典型的不可维修长期服役结构的设计寿命长，这类典型结构多应用于国家重大工程，一些重大工程项目如高速铁路、核电火电等，尚没有这类不可维修长期服役结构的全生命周期的服役真实数据，对结构尺度的寿命分析研究是以仿真分析为主的。在实验室加速试验中，可以进行不可维修长期服役结构的成分材料的加速损伤试验，但是对不可维修长期服役结构本身尚不具备全尺寸或大尺寸的加速试验条件。对于机械零部件，材料与结构本身是影响零部件服役性能的两大要素，材料对于结构服役性能的影响占主要因素。跨尺度是指研究对象的不同方向的线度差别有着数量级上的不同。在材料科学领域，跨尺度关联是探索材料与结构的本质联系的一种途径，整合与沟通宏观、介观和微观３个尺度的理论，是材料设计研究的新思路。目前，跨尺度关联研究多集中在材料失效中的塑性形变及断裂损伤，这主要是考虑到，在一定应力条件下，或是杂质元素引入的状态下，微观尺度域中的材料化学键将发生变化，如晶面解理、位错形核、位错运动和塞积、微裂纹扩展、晶界迁移、位错攀移等，进而宏观尺度域的形变及断裂将最终发生。可以认为结构材料从材料的微观尺度损伤直至表现出宏观变形或断裂失效，属于跨尺度分析研究的典型应用。通常采用连续介质力学和有限元分析方法，研究并建立材料变形与断裂的跨尺度模型，同时将这些方法进行融合，也已经逐步成为跨尺度关联研究的新方向。利用上述结构材料宏观断裂与材料微观化学键之间的联系，借鉴有限元思想，可以将不可维修长期服役结构划分为多个小结构材料单元，每个小单元的损伤可以从材料尺度来进行损伤分析，结构整体的损伤形式即是每个小单元损伤的汇总与累积。疲劳损伤是结构或材料在小幅往复外应力作用下的一种损伤形式，疲劳损伤过程缓慢，不易察觉，是这类不可维修长期服役结．构的典型失效形式之一。在结构服役过程中，机械零部件通常都会产生疲劳损伤，因为机械零部件只要服役就会产生疲劳损伤，同时也伴有其他损伤形式的损伤。疲劳损伤与寿命分析相关，上述典型结构的寿命分析研究可以以疲劳寿命分析为主，在此基础上，与其它失效形式的剩余寿命评估结果进行综合，来得到典型结构的寿命预测结果。此外，为了实现不可维修长期服役结构的在线实时检测，如上述研究中所示，可以采用适当的检测手段，利用检测信号对结构与材料的损伤进行分析与预测。不可维修长期服役结构的结构尺度本身虽然缺少测试数据，可以通过仿真数据作为结构尺度损伤分析结果，与材料尺度的材料损伤表征分析结果进行跨尺度关联与决策，来进行不可维修长期服役结构的寿命预测研究。

      上述不可维修长期服役结构的损伤分析和寿命预测研究中遇到的问题及解决思路，可以总结为：在不可维修长期服役结构的损伤分析与寿命预测研究中，当不可维修长期服役结构缺少服役检测数据时，利用材料尺度服役损伤信息及结构尺度的仿真分析结果，进行跨尺度的关联与决策，以对不可维修长期服役结构进行损伤分析与寿命预测研究。这个跨尺度关联与决策，需要做好两方面关键工作，一是跨尺度信息配准关联，二是仿真数据与真实检测数据的决策方法。材料是决定零部件性能的决定性因素，结构也是影响零部件的重要因素，二者之间联系的纽带即是结构是由材料制造加工所得到的，如果将结构分解为若干个极小单元，可以认为结构即是若千个极小单元材料及其相互作用的汇总和累积。借鉴有限元思想，对于结构不易进行损伤试验的情况下，可以通过仿真分析，来得到结构的疲劳强度分析结果。但对于设计寿命长，疲劳循环次数大于１〇７以上的零件，仿真软件不能给出具体的疲劳寿命结果。在材料科学中，对于高周疲劳，可以通过材料力学性能试验得到相应材料的Ｓ－Ｎ曲线，即可以得到不同应力条件下相应材料的疲劳循环寿命。可以发现“应力”可以作为材料尺度与结构尺度的联系纽带，由于有限元软件可以对一定条件下的结构进行等效应力分析，因此选用“等效应力”作为材料尺度与结构尺度的关联配准标准。在结构疲劳损伤过程中，每个单元ｉ要承受自身单元载荷引起的疲劳损伤，还要受到其他相邻单元相互作用而带来的损伤，疲劳损伤过程可以分解为多个静强度加载后的损伤累积，根据Ｍｉｎｅｒ疲劳累积损伤法则，每个有限单元ｚ所受到的总的损伤有Ａ是其受到各种损伤的累积，当网格划分为四面体划分时的个数为４，当网格划分为六面体划分时的个数为６，为由结构引起的损伤累积。有限元划分后可以进行等效应力分析，每一有限单元的等效应力Ａ即为使该单元产生塑性变形的损伤Ａ对应的该单元所受到的应力，该应力下的损伤失效将决定每一有限单元寿命评估结果。通过材料力学性能试验，能够得到材料在不同应力条件下的循环次数，根据表示应力幅与寿命之间的关系Ｂａｓｑｕｉｎ方程，可以得到相应材料的应力〇ａ与寿命ＴＶ之间关系及应力寿命Ｓ－Ｎ曲线。可以通过将有限元划分后单元／的等效应力ａ，得到该单元的疲劳循环寿命。可见，通过将结构进行有限元划分，可以使每个有限单元与材料尺度进行配准，通过“等效应力”可以实现材料尺度与结构尺度的跨尺度的信息关联。

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