一种液性塑料的薄壁类零件磨削夹具的设计

为提高薄壁类零件外圆磨削的加工精度,利用液性塑料设计了一种薄壁类零件磨削夹具.对该液性塑料的外圆磨削夹具进行理论分析表明,薄壁套对薄壁类零件产生的径向膨胀应力(25.22 MPa)能够克服薄壁类零件外圆磨削所产生的摩擦力(200 N).利用Workbench软件对薄壁套的变形进行有限元分析表明,密封腔液性塑料的压强达到7.44 MPa时,液性塑料对薄壁套的外表面可产生101.78 MPa的径向膨胀应力.通过对套阀阀芯进行仿真和对螺塞拧紧力矩进行理论计算表明,拧紧螺塞所需的拧紧力矩为2.58 N·m,套阀阀芯的最大变形为0.002 1 mm,最大应力为25.22 MPa,最大应变为0.000 13 mm.对夹具进行可靠性分析表明,其应力可靠度为100%.以上结果表明,本文设计的基于液性塑料薄壁类零件磨削夹具安全可靠,可用于磨削加工薄壁类零件.     

液压膨胀夹具夹紧性能影响因素分析及优化设计

为优化液压膨胀夹具夹持性能,利用有限元软件分析了某液压膨胀夹具系统的不同结构及配合参数对工件夹紧变形、夹紧力矩、锁紧刚度的影响规律,并采用多目标优化方法对参数进行了优化分析。结果表明:通过调整液压膨胀套夹具的结构和配合参数,能使液压膨胀夹具的夹持性能显著提高,工件中部的夹紧变形量由 12 μm 减小到 3.2 μm,两端的夹紧变形量由 28 μm 减小到 4.8 μm,工件的最大应力由 435.9 MPa 减小到85.7 MPa。     

基于ABAQUS的波纹管建模与仿真分析

利用ABAQUS软件对超弹性硅胶材料的波纹管进行建模,并对其内部充气加压模型进行有限元仿真分析.分析了不同波纹管壁厚对加压后的应力、轴向伸长和径向膨胀的影响.仿真结果表明:波纹管波峰处壁厚越厚,对其径向和轴向变形的约束能力越强,在薄壁情况下,加压后波纹管会存在约束不足而导致失稳的情况.该研究为波纹管在气动人工驱动器变形...     

螺栓法兰连接系统的热应力场

利用有限元软件ABAQUS建立了螺栓法兰连接系统的实体模型,采用热结构耦合分析方法,研究了法兰公称直径为100 mm的螺栓法兰系统的温度场及其应力场,以及在预紧力和温度梯度操作条件下螺栓等效应力、轴向应力、径向应力和切向应力的变化关系.结果表明,温度场对螺栓轴向两端的应力影响较大,当内壁温度为100 ℃时螺栓头靠近法兰一侧的等效应力增加了250 MPa,螺栓上靠近法兰一侧的螺纹的等效应力增加100 MPa,而温度场对螺栓远离法兰一侧的螺纹的应力影响很小,说明设计时应重点考虑热应力对靠近法兰一侧的螺纹与螺栓头的影响.     

园柱螺旋弹簧计算法

一、前言受轴向力或扭力矩作用的螺旋弹簧应用甚广,在计算这种弹簧的变形与应力时,一般都作了一系列假设,因此计算的结果带有一定的近似性,这些假设主要是:(1)假设弹簧的螺旋升角很小,因此轴向力对弹簧钢丝所起的弯曲作用以及扭力矩对弹簧丝所起的扭转作用能忽略不计;(2)假设弹簧的变形是完全自由的,即其端面不作强迫固定;(3)应力计算时可以应用直梁的计算公式,只要引入修正系数。实践证明:上述各假定是切合实际的,例如实用的弹簧螺旋升角都不大,特别是受拉的弹簧各圈是并合的,同时端面完全强迫固定的情况也是少见的。因此在上述假设下得到     

基于单片机无线遥控水陆两栖清洁车的设计

为了更好地对陆地和水面的垃圾进行清理,本文采用现代机械设计方法,利用Pro/e三维实体建模仿真分析软件,对水陆两栖清洁车进行了结构设计,并利用Altium Designer Summer 09设计了水路两栖清洁车的电路系统,同时利用有限元分析软件ANSYS Workbench 14.0对关键零部件进行了有限元分析,分析结果表明,零件的上、下面和右下侧圆孔位置处会发生变形,最大变形量为0.126 9mm,因此,在实际使用中需要在零件的上方增加顶块以减小该零件的变形,以使清洁车整体更加稳定;零件所承受的最大应力为126.75MPa,远大于零件实际承受的应力,符合零件的强度要求;零件的最大应变发生在零件与车体的结合处,数值为0.000 633 77。该清洁车能够实现陆地和水面垃圾有效快速的清洁,并且能实现垃圾的自动压缩和倾倒,拓宽了现有设备的清洁范围,应用前景广阔。     

环向有效约束条件下破裂岩体承载变形特性分析

在实验室里进行了环向有效约束条件下的破裂岩体承载变形试验,分析了破裂岩体承载过程中的变形特性.结果表明,随环向约束力和轴向应力状态的提高,破裂岩体的体积应变由初始破裂后的膨胀转化为压密,岩石的再破坏导致轴向应力出现较大幅度的起落;当环向约束力趋于稳定后,轴向应变和环向应变均显著增长,破裂岩体的体积应变又由压密状态逐步又转化至体积膨胀,而轴向应力逐步维持在一个稳定的应力状态;破裂岩体的再破坏不会导致最终极限承载能力的降低和变形量的显著增加.     

两种约束圆轴扭转实验确定大应变本构关系

针对大应变本构关系的参数标定问题,采用实心圆轴扭转实验进行了研究.分别对一端自由实心圆轴和两端固定实心圆轴的大应变扭转变形和扭转应力进行了分析.对于大应变等向强化弹塑性本构模型,基于Kirchhoff应力的Jau-mann应力导数,采用实心圆轴扭转实验标定了弹塑性本构模型中的塑性刚度函数.对一端自由实心圆轴扭转实验,讨论了轴向伸长变形和径向变形对塑性刚度函数的影响.对于两端固定实心圆轴扭转实验,讨论了轴向正应力对塑性刚度函数的影响.结果表明,实心圆轴扭转时的Swift效应对大应变本构关系有影响,影响程度与轴向和径向变形及轴向正应力相对于剪应变的变化率有关.     

基于HyperMesh和ANSYS的波形弹簧变形规律及力学性能研究

以波形弹簧为研究对象,采用理论计算与有限元分析相结合的方法,研究波形弹簧的变形规律和力学性能。文章分析了波形弹簧波峰、波谷在压缩过程中的扭转变形情况,得到波形弹簧所受载荷、径向变形量及最大等效应力与压缩量的变化规律。将有限元计算结果与理论计算结果进行对比分析,验证了刚度、径向变形量计算公式的准确性。为解决行业标准中应力计算公式不适用于厚度小于0.2 mm的波形弹簧这一问题,通过有限元分析方法对应力计算公式进行了修正,并通过设置对照组确定了应力修正系数的适用范围,为波形弹簧的设计、计算提供参考。     

航空框类零件加工动态夹紧力确定有限元分析

针对目前航空框类零件加工中夹紧力的确定主要凭经验，加工变形难以控制的难题，采用有限元数值计算方法，通过相应模型的建立和求解，揭示摩擦力及切屑去除对夹紧力确定的影响，以降低夹紧力对工件加工变形的影响.在有限元模型中利用生死单元技术模拟切屑去除；用弹簧和阻尼单元表示工件与夹具的接触,确定工件在动态载荷作用下的夹紧力.研究结果表明，随着刀具位置不同，夹具与工件接触处反力也随之发生变化，为保证工件的定位基准及减小工件的变形应根据刀具位置的不同及工件刚度的变化不断调整夹紧力.     

小球式旋转直驱压力伺服阀卡滞机理研究

针对小球式旋转直驱压力伺服阀（BRDDPSV）静态测试卡滞问题,建立阀芯运动全局函数,包括基于缝隙流理论建立倾斜阀芯径向力模型,基于Coulomb摩擦理论建立阀肩触壁静摩擦-滑动摩擦模型. 理论解析曲线合理复现了静态测试卡滞问题：偏心驱动下阀芯逆时针旋转倾斜,右侧阀肩触壁,初始静摩擦导致阀芯卡滞,逐渐提升的电流水平克服摩擦形成阀芯运动超调. 为了保证电流指令与控制压力的近似比例特性,阀芯回拉复位,形成重复的正向驱动阀芯卡滞. 基于阀肩不触壁原则,获得阀芯是否卡滞阈值条件. 研究结果表明：增大阀芯与阀套初始半径间隙或减小小球偏离阀芯轴线的初始偏心量,均可以提高阀芯不卡滞的输出压力阈值;对于21 MPa系统压力及0~8 MPa输出压力的实际需求,在不改变其他参数的情况下,将初始半径间隙和初始偏心距分别调整为5.1 μm和0.2 mm,可以在维持原有性能的基础上获得阀芯运动全局不卡滞的最优解.     

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.     

直动式顺序阀的启闭特性及其结构参数

本文主要研究直动式顺序阀的启闭特性与阀的结构参数的关系。减小作用于阀芯上的液压卡紧摩接力,有利于提高阀的启闭特性。在大流量阀中,作用于主阀芯上的稳态轴向液动力对选择控制柱塞直径有显著影响。文中介绍按启闭特性要求确定控制柱塞直径和调压弹簧刚度的方法.     

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.     

碟形弹簧在换向阀中的应用

本文提出,由于碟形弹簧的压缩量与负载的关系是非线性的,如用来做为换向阀的复位弹簧,在保证预压缩力不变的条件下,可减小最大操纵力,因此,可为大流量换向阀的设计提供一种新方法;本文还建立了这种复位弹簧的特性方程,优化模型及应用这一模型的简要步骤。     

机器人孔口倒角加工振动及抑制

在分析机器人倒角切削振动成因的基础上,提出机器人反向倒角切削振动抑制方法.首先通过构建机器人倒角切削力以及压脚压力作用下的系统动力学模型,对振动成因进行分析,发现在轴向力作用下机器人产生明显动态变形,在径向力与切向力作用下机器人则发生明显强迫振动;进而提出一种机器人反向倒角切削方法,以消除轴向力对机器人的作用,并通过压脚压力的合理选取抑制强迫振动的发生;最后通过机器人正反向倒角对比试验,验证了机器人反向倒角切削的可靠性.试验结果表明：机器人反向倒角切削表面粗糙度小于Ra1.6 μm,孔口宽度差最大为0.05 mm.     

基于水压直驱的软体单元的动静态特性

提出水压直驱纤维增强软体单元,采用伺服电机驱动水压缸实现软体运动控制,搭建试验台开展软体单元动静态特性研究. 针对软体单元输出力、径向膨胀、弯曲角度及刚度等性能开展静态试验. 结果表明,软体单元驱动压力为影响输出力和弯曲角度的主要因素;当输入压力增加时,软体最大径向膨胀速率为3%;当输入压力为0.3 MPa、末端位移为4 mm时,水压驱动输出力为4.3 N,与气压驱动相比,软体刚度增加0.025 N/mm. 建立水压直驱软体单元动力学模型,围绕软体单元弯曲角度、压力响应进行仿真分析及试验验证. 结果表明,水压直驱软体单元模型仿真与实测结果较吻合,弯曲角度稳定误差为1.70%,驱动水压稳定误差为0.33%. 研究成果表明采用水液压驱动软体机器人可提高其性能.