基于频域的多轴随机振动疲劳寿命预测

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1、賴士学位论＾＾＾ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾＾＾＾隱．＿论文题目：基于频域的多轴随机振动疲劳寿命预测＂学位类别：工学？＾Ｐ￣￣学科专业：工程村—＾ｐ：年级：■级一＂隱：７：国内图书分类号：Ｕ４６．４密级公开西南交通大学研究生学位论文年级二〇一二级姓名黄义科申请学位级别工学硕士、工程力学专丨ｋ指导老Ｉ而潘亦苏二〇一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ４６７．４ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ

2、ＯＦＭＵＬＴＩＡＸＩＡＬＲＡＮＤＯＭＶＩＢＲＡＴＩＯＮＦＡＴＩＧＵＥＬＩＦＥＢＡＳＥＤＯＮＦＲＥＱＵＥＮＣＹＤＯＭＡＩＮＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＨｕａｎＹｉｋｅｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｐｇｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＭｅｃｈａｎｉｃｓｐｙｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＰａｎＹｉｓｕＭａ２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机

3、构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。“（请在以上方框内打十）＂学位论文作者签名：：＾指导老师签名７？＾曰期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：一１．个的数学式本文将各种多轴随机振动疲劳寿命预测方法定性的整合成。２．Ｆａｕｅ软件预测试件在加速度功率谱作用以Ｕ形槽缺口

4、试件为例，借助ＭＳＣｔｉｇ。、下的疲劳寿命对比以宽带和窄带为应力幅值分布，以等效应力准则最大主应力准Ｉ、贝Ｊ临界面准则为疲劳失效准则，共计六种计算情形下的Ｕ形槽缺口试件的疲劳寿命。３．对某型号列车电池箱做加速度功率谱作用下的疲劳寿命预测。建立列车电池箱模型，对电池箱做模态分析得到固有频率和各阶振型；对电池箱做频率响应分析得到加速度响应和应力响应，校核电池箱的强度；对电池箱做加速度功率谱载荷下的疲劳，寿命分析，校核电池箱的疲劳强度得到了六种计算情形所预测的疲劳寿命的关系。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研宄工作所得的成果。除文中己经注明引

5、用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，均已在文中作了明确说明。。对本文的研究做出贡献的个人和集体本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：、日期：列丨厂对西南交通大学硕士研究生学位论文第丨页摘要，无论是生活中的运载工具还是生产中的各种机械伴随着工业化进程，其主要零构件多数在交互变换载荷下工作，疲劳失效严重影响它们的正常使用。随机疲劳是其一、中的种形式，由于随机疲劳载荷的不确定性结构的复杂性，结构局部呈多轴应力一状态且各分量随机变化，，直以来对随机多轴疲劳寿命的估算都是难题在频域

6、内预测多轴随机振动疲劳的研宄更是凤毛麟角。所以本文研宄频域内的随机多轴疲劳理论、预测随机载荷下结构的疲劳寿命无论对于新结构设计还是在役设备安全性评定均具有实际意义。首先，在回顾了求解振动系统、应力响应随机过程峰值和幅值分布模型、多轴疲一劳失效评价准则之后，本文将各种多轴随机振动疲劳寿命预测方法定性的整合成个的数学式。然后，以Ｕ形槽缺口试件为例，预测试件在加速度功率谱作用下的疲劳寿命。对比以宽带和窄带为应力幅值分布，以等效应力准则、最大主应力准则、临界面准则为疲劳失效准则，共计六种计算情形下的Ｕ形槽缺口试件的疲劳寿命。结果表明，相同的疲劳失效准则下，

7、应力幅值以窄带分布所预测的疲劳寿命小于以宽带分布所预测的疲劳寿命，；以等效应力准则为疲劳损伤失效准则所预测的疲劳寿命最保守最大主应力准则次之，临界面准则预测的疲劳寿命与真实值最接近，但三种准则预测的疲劳寿命都小于试验寿命，都是保守的。最后，从工程实用性角度出发，对列车电池箱在加速度功率谱作用下的随机疲劳寿命进行预测。建立列车电池箱模型，对电池箱做模态分析得到固有频率和各阶振型；对电池箱做频率响应分析得到加速度