预制裂缝宽度对变尺寸圆盘试样应力强度因子的影响

为研究了预制裂缝宽度对不同尺寸圆盘试样无量纲应力强度因子的影响,采用ABAQUS有限元软件,对圆盘直径分别为40,80,100,120,200 mm,预制裂缝宽度0~2.0 mm内的直裂缝平台巴西圆盘试样进行数值分析,基于等效区域积分法标定了在裂缝长度与圆盘直径比为0.55条件下的无量纲应力强度因子。结果表明,在圆盘直径一定条件下,无量纲应力强度因子随着裂缝宽度增加而增加,最大相对误差为13.53%;随着圆盘直径增大,预制裂缝宽度带来的影响相对减弱,但最大相对误差仍然超过3%。给出了消除预制裂缝宽度影响的无量纲应力强度因子修正公式,为采用含有预制裂缝的圆盘试样准确确定岩石的断裂韧度提供理论支持。     

环冷机台车热结构耦合分析

为消除环冷机台车体的热膨胀和热应力对环冷机运行及结构所造成的问题,本研究以国内某钢铁企业环冷机台车体为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件,采用直接热力耦合方法,对环冷机台车在稳定工作过程中的温度场、应力场及位移量进行仿真计算和分析.计算过程中考虑了烧结矿及冷却空气与台车体的热交换,并且考虑了各种位移约束.研究结果表明环冷机在稳定运行的过程中台车体的最高温度达到151.1℃,出现于台车体外侧梁端面上,台车体的最大等效应力点位于内侧端面的轴端位置,数值为188 MPa,台车体内侧端面最大位移量约2.7 mm,台车外侧端面的最大位移量约为2 mm.     

空间变异性蠕变地层中综合管廊变形安全可靠度预测

针对宿迁软土层空间变异性进行统计分析,获得沿综合管廊轴向软土层底高程截断式正态分布函数。考虑软土层底高程空间变异性和蠕变参数不均匀性,引入蒙特卡洛法,建立了综合管廊运营期安全预测随机有限元模拟方法,分析了支护结构对综合管廊安全性的影响规律。结合综合管廊结构的允许拉应力设计指标,提出了综合管廊运营期变形安全可靠度设计方法,分析了不同综合管廊宽度对管廊安全性的影响规律。结果表明：软土层空间变异性对综合管廊运营期最大等效应力影响较大;支护结构可大幅增加综合管廊安全性,保留支护结构工况下综合管廊最大拉应力可靠度0.9控制值（可靠概率为0.9时对应的控制值）1.004 1 MPa比拆除支护结构的1.582 2 MPa减小36.53%,综合管廊最大差异沉降可靠度0.9控制值2.39 mm比拆除支护结构工况的7.45 mm减小67.92%;综合管廊宽度对管廊最大拉应力有影响,宽度越大,管廊最大拉应力累计概率曲线越平缓,风险越大。     

皮带抽油机机架的结构优化设计

通过三维ANSYS软件建立皮带抽油机机架的三维模型,运用该软件对皮带抽油机架结构进行分析,得到机架最大应力和位移的分布云图,由分析结果得到一些结论。在此基础上对抽油机机架进行结构优化,提出3种改进结构模型,对3种结构模型进行分析,得到相应的位移和应力分布云图。结果表明:即使抽油机的结构设计符合要求,也可进行进一步的结构优化,更改斜支撑结构和角钢型号,对主要受力位置进行改进,改善受力状态,结构会更趋于合理,经济适用。     

秸秆类预处理设备的挤出螺杆叶片的强度分析与优化

对于秸秆类纤维素燃料预处理设备的挤出螺杆,螺旋叶片在高温热应力作用下容易出现失效,利用ANSYS软件,以温度、总热通量、等效弹性应变、等效应力为衡量依据,通过热-结构耦合,对挤出螺旋叶片进行强度分析。通过改变螺旋叶片的参数,对其结构进行优化。分析结果表明:锯齿形或双楔形螺旋断面结构可以有效地改善螺旋的受力情况,减小螺旋叶片的应力和应变,提高螺旋叶片的强度。并且当双楔形截面的参数α为10°、β为30°时,热-结构耦合的等效应力和等效位移得到有效改善。     

静液挤压筒套装过程应力分布规律

为了提高静液挤压筒的承载能力,采用组合筒热套装结构对内筒施加预紧力,并采用有限元分析的方法对组合筒(内筒内径80 mm,外筒外径290 mm)套装尺寸与套装过盈间隙的匹配关系进行详细分析,研究了不同内筒与外筒壁厚组合与套装过盈间隙之间的关系,给出了应力沿组合筒壁厚方向分布的情况．结果表明:对于不同内筒与外筒的壁厚组合,等效应力的最大值都是随着过盈量的增加,先降低后升高;无论是内筒还是外筒,等效应力均在内壁处最大,随着内筒壁厚的增加,内筒内壁的等效应力逐渐提高,外筒内壁的等效应力逐渐降低;热套装后内筒环向受压应力,外筒环向受拉应力;承载后,内筒处由内压引起的环向拉应力被套装过程产生的环向压应力所抵消;当套装过盈间隙为0.15 mm,内筒壁厚为35 mm时,内筒内壁和外筒内壁等效应力数值基本一致,等效应力最低．     

杂交型椭球面网壳参数化设计及受力性能分析

杂交型椭球面网壳克服传统单一型椭球面和球面网壳随跨度S和环向区域份数K_n增加,结构顶点杆件数量增多而带来的杆件种类和尺度变化大等缺点,从而提高了结构的合理性,改善了结构的受力性能。文章根据杂交型椭球面网壳特点,采用APDL(Ansys Parametric Design Language)语言,研制了杂交型椭球面网壳参数化设计宏程序;以凯威特—肋环杂交椭球面网壳为例,应用ANSYS软件对其进行了受力性能分析。结果表明:同等工况下,凯威特—肋环杂交椭球面网壳顶点附近应力和位移均较小、且分布均匀,避免了单一网壳类型顶点附近应力集中现象,其受力性能优于单一类型凯威特、肋环型椭球面网壳;凯威特—肋环杂交椭球面网壳结构受力(2.35 N/m~2)后的最大位移和最不利应力随跨度的增加而逐渐增大,当跨度S_1≥110 m,K_n=6或K_n=8时最不利应力超过许用应力,工程中建议跨度上限为90~100 m。     

环向预应力加固圆形混凝土筒仓的静力性能

为了研究环向预应力碳纤维条带加固钢筋混凝土筒仓在贮料荷载下的受力性能,本文主要考虑了有无预应力、预应力大小、材料厚度、宽度以及加固形式对加固效果的影响,对5种针对不同影响因素的加固模型进行对比分析．结果表明:采用环向预应力加固钢筋混凝土筒仓可有效限制仓壁径向位移和混凝土、钢筋应力,并改善其整体应力水平;预应力的施加可较大程度提高碳纤维条带中的应力,使其高强特性发挥更加充分;加固时,碳纤维材料的厚度宜为0.35～0.5 mm,预应力宜为其抗拉强度的10％～15％．     

基于C形弹性管的光纤光栅压力位移传感测量

设计了一种基于C形弹性管的光纤布喇格光栅传感结构．用管内过剩压力使弹性管的自由端产生位移和管表面产生的应力对光纤布喇格光栅反射波长进行调谐．得到了光纤布喇格光栅反射波长变化对应于压力和自由端位移的线性关系．在0～6MPa的压力范围内,光纤布喇格光栅反射波长随压力和位移均呈线性变化且压力和位移的传感灵敏度分别达到0.0305nm/MPa和0.0359nm/mm,线性调谐范围分别为0.183nm和0.215nm,波长分辨率分别为3.05pm和0.718pm．     

玄武岩纤维改性HSCC柱偏心受压试验研究

为研究玄武岩纤维的加入对高强自密实混凝土长柱受力性能的改善作用,以玄武岩纤维体积掺量0.1%和0.2%、长度15 mm和30 mm为参数,设计制作了10个长细比为6的高强自密实混凝土长柱,进行偏心受压试验。结果表明：玄武岩纤维的加入,可明显改善高强自密实混凝土柱偏心受压的受力性能、延性;大、小偏心受压构件开裂荷载分别提升20.7%、11.8%,极限承载力最大增幅为18.2%、16.7%;大、小偏心构件受压过程中,玄武岩纤维的加入使应力峰值对应的混凝土应变受到较为显著的影响,当达到大极限承载力时,最大的拉、压应变下降25.0%、15.0%;由于玄武岩纤维的作用,大偏心受压试件达到极限承载力时,跨中最大挠度提升7.6%,提高了构件变形能力,但纤维长度、体积掺量改变引起的挠度效应不大。     

新型捣固装置的结构建模与仿真

针对国内捣固装置技术长期依赖引进,缺乏自主知识产权,通过对比分析Plasser,Matisa,Harsco 3家公司捣固装置的激振原理和结构特点,提出一种液压激振与夹持运动独立的捣固装置,以克服捣镐振动产生的夹持液压缸的摆动问题,并设计一种新型转阀来提高液压激振系统的频率和流量.通过建立捣固装置的数学模型,采用Matlab/Simulink软件进行研究.分析结果表明,当阀芯旋转频率为10 Hz,阀口轴向面积导通宽度为10 mm,阀芯沟槽的最大周向导通宽度为8 mm时,激振液压缸最大位移为4.2 mm,从而实现捣镐振幅为8.82 mm,激振频率为40 Hz的振动.阀口面积和激振液压缸位移的大小由阀口轴向面积导通宽度决定.当激振频率越大,激振液压缸位移和运动周期越小.     

自锚式悬索桥主缆锚固区空间应力分析

目的对典型的锚固区局部节段进行分析,以解决自锚式悬索桥主缆锚固区结构复杂,平面杆系程序无法把握锚固区复杂受力状态的问题,为桥梁设计和施工提供参考依据．方法运用MIDAS／FEA建立浑河景观桥锚固区局部有限元模型,分析最不利索力设计值下的局部应力状态及不同荷载下的极限承载力．结果锚固区在主缆索力T=50000kN作用下,产生的最大位移为4．91mm;锚垫板的索孔周围的von Mises应力在110MPa左右．随着荷载的增加,锚固区von Mises应力不断增大．当索力为设计荷载的3．5倍时,锚固区各板件的应力均达到了468MPa以上,位移最大值为24mm．结论主缆锚固区各构件的刚度和强度均满足要求,锚固区的极限承载力为设计荷载的3．5倍,结构的安全系数较高．     

Pareter Study of Some Key Structures for Cylinder Head

Using the method of the pareter study, some important dimensions of the cylinder head of an internal-combustion engine are analyzed. Under the mechanical load, the variational rules of the von Mises maximum stress on cylinder head are obtained, which are influenced by the thickness of the floor plate, head plate, jobbing sheet, standing partition board, and side plate of inlet port and exhaust port. A hypothesis is verified that there is an ideal matching point ong those above-mentioned main pareters. The quantificational proportion relations, between these key structural pareters and von Mises maximum stress of cylinder head, can provide a good help for the cylinder head's structural design.     

Parameter Study of Some Key Structures for Cylinder Head

Using the method of the parameter study, some important dimensions of the cylinder head of an internal-combustion engine are analyzed. Under the mechanical load, the variational rules of the yon Mises maximum stress on cylinder head are obtained, which are influenced by the thickness of the floor plate, head plate, jobbing sheet, standing partition board, and side plate of inlet port and exhaust port. A hypothesis is verified that there is an ideal matching point among those above-mentioned main parameters. The quantificational proportion relations,between these key structural parameters and yon Mises maximum stress of cylinder head, can provide a good help for the cylinder head‘s structural design.     

球体扩径连接装配式凸轮轴装配过程分析

介绍了装配式凸轮轴钢球扩径连接的连接机理,采用数值模拟方法对钢球扩胀过程中凸轮与空心轴体的等效应力、残余接触压力的分布进行了研究。分析了装配后轴体壁厚的减薄量和凸轮内表面的径向变形情况。结果表明:扩径过程中最大等效应力出现在轴体内表面,且经扩径后凸轮与轴体的最大残余应力出现在临界连接处,相应凸轮该位置的径向位移最大,而轴体与凸轮的扩胀部位对应的径向位移最小,壁厚减薄量却最大。经球体扩径连接试验显示,数值模拟预测结果合理、准确、可靠,可为装配机的设计和装配式凸轮轴的生产提供依据。     

基于有限元的变工况空预器热变形模拟和碰磨分析

空预器作为电厂主要辅机设备,在运行过程中不可避免地产生膨胀和位移,对机组安全运行造成潜在危害。为此,在采用差分法获得温度场的前提下,对启炉过程工况变化时空预器进行有限元分析,获得空预器转子、外壳的应力场和位移场变化规律,研究发现转子外圈所发生的膨胀位移量不同,最大膨胀位移量发生在周向方向烟气出口处的转子位置,该位置的转子上顶点最大变形量约为36.65 mm,转子下顶点最大变形量约为26.86 mm。对径向密封碰磨分析确定靠近中心筒位置的周向烟气侧出口位置冷端径向密封可能会发生碰撞,在停机检修过程或运行过程适当调整扇形板运行位置,避免碰磨同时,减少径向漏风。     

谐波齿轮传动短筒柔轮应力的有限元计算分析

柔轮是谐波齿轮传动中的关键零件,其负载状况比较复杂。本文采用有限元数学模型叠加,用空载静顶起与加载扭转复合的方法。成功地应用SAP5P结构分析程序,较准确地计算了柔轮负载下的内部应力。并依据结构参数变化后应力的变化规律对桑轮结构设计提出了若干提高其承载能力的合理建议。同时还对偏心圆盘发生器结构设计和装配尺寸做了有效的分析。     

高温蝶阀阀座温度分布和应力分析

利用ANSYS有限元软件建立了烟机入口电液高温蝶阀阀座的实体模型,分析了阀座在厚度为100mm的保温层条件下的温度场,并采用热结构耦合分析的方法,进一步分析了阀座在高温梯度和内压共同作用下的应力场和变形量.结果表明,阀座简体的温度沿厚度均匀分布,且内外壁温差仅为1℃左右,而保温层的温度沿厚度呈线性递减;阀座筒体的轴向位移较大,最大值为16.72 mm,所承受的等效应力较小,最大值仅为27.7 MPa,满足安全使用要求.     

内外圈油沟几何尺寸对轴承等效应力和最大正交剪切应力的影响

针对如何选择合适的轴箱轴承油沟尺寸的问题,文章利用HyperMesh软件根据轴箱轴承径向载荷分布情况建立了轴承有限元模型,通过有限元法分析轴承油沟在滚道方向的尺寸L（L为1.2、1.5、1.8、2.1、2.4和2.7 mm）对轴承Von Mises应力和最大正交剪切应力的影响。结果表明:轴承油沟在滚道方向的尺寸L变化时轴承各部分的Von Mises应力变化范围和变化率均不相同;L为2.1 mm左右时既可以提供润滑,减少磨损,同时又能够降低轴承各部分的Von Mises应力;轴承内圈的最大正交剪切应力明显高于轴承外圈和滚子的最大正交剪切应力;L为2.1 mm时可最大程度降低轴承的最大正交剪切应力,提高轴承的疲劳寿命。     

六面顶液压机铰链梁强度计算

用ANSYS建立了铰链梁的有限元网格模型,在理想情况下,即工作缸传递的载荷均匀加载于铰链梁的上台面和下台面,且不考虑实际工作缸变形对铰链梁的侧向力,对六面顶液压机铰链梁的受力进行分析计算。模型计算表明：铰链梁的最大应力出现在凸耳通孔处,最大应力值为243 MPa;铰链梁轴向最大相对位移出现在铰链梁的底部,长期工作后,铰链梁底部会沿y轴反方向发生微凸,是铰链梁凸耳和底部可能断裂的原因。