不同方向载荷作用下含圆孔正交各向异性平面应力问题的弹性解

在工程实际当中,复合材料构件由于环境影响在制造、运输或使用过程中会有孔洞,也会产生微小的缺陷和裂纹。这些孔洞,缺陷和裂纹在外界载荷作用下通常会引起其周围区域的应力集中,这些因素都会削弱结构的静强度和疲劳强度。针对含圆孔的正交各向异性板,根据非均质各向异性弹性理论对孔边进行应力分析,提出积分方程法求解方案。通过保角映射方法建立精确的边界条件,解决了复杂孔形的边界条件问题,按照所建立的数学模型对含有圆形孔的复合材料板进行应力分析,得到了精确解析解。对不同方向的载荷作用情况,以及他们对孔边应力集中系数的影响进行探讨,同含有圆孔的均质材料板孔边的应力场进行比较。     

导弹姿控舱体在复杂载荷作用下的强度分析

姿控舱体是动能拦截弹的关键部件.使用Patran和Nastran有限元软件对姿控舱体进行了在弯矩、轴向力、剪切力和脉冲发动机推力等组合载荷作用下的强度分析.得到并分析了不同组合载荷作用下的姿控舱体最大应力的计算结果.计算结果表明:脉冲发动机的组合工作方式是影响姿控舱体强度的最主要影响因素;安装了压紧盖和脉冲发动机的姿控舱体能够在最大的临界组合载荷下安全工作.     

变海拔环境下离心压气机叶轮多场应力响应

针对车用涡轮增压器离心压气机叶轮在变海拔环境下可能出现的静强度失效问题,开展了叶轮在变海拔环境下多场载荷及应力响应的变化规律研究。采用单向稳态流体与固体耦合的方法,计算了叶轮在气动载荷、热载荷以及离心载荷作用下的单场应力以及多场耦合应力。结果表明：在真实流量、真实转速不变,仅根据海拔高度不同改变进气压力与进气温度时,叶轮进口流动角随着海拔升高而增加,导致高海拔环境下长叶片前缘静压差较大,最大气动应力从长叶片尾缘转移到前缘,叶轮的热载荷、热应力以及最大多场耦合应力随海拔升高而减小;在增压发动机工况不变时,随着海拔的升高,叶轮气动应力与热应力的绝对变化较小,压气机转速上升带来较大的离心应力增幅,进而导致耦合应力的增加。     

基于 ABAQUS 的压脚机构焊缝应力集中的仿真分析

某压脚由焊接组成,工作时处于恶劣的载荷环境中。传统设计方法无法满足结构强度验证的需求,导致在调试和实际使用过程中受力压脚焊接处出现裂纹及断裂。利用 Abaqus 有限元分析软件,对压脚结构进行了静载荷应力分析,动载荷谐响应分析,对压脚应力集中部位进行数值仿真分析,得出了压脚断裂的主要原因是结构强度不足的结论,研究了焊接部位的应力集中的情况以及产生应力集中的原因。     

某型装甲破障车发动机支架结构强度与轻量化优化设计

某型装甲破障车发动机支架将承受复杂冲击载荷作用,在满足结构总体布局和轻量化设计等技术要求的前提下,支架应具备足够的强度和刚度条件.在发动机支架的重量不增加甚至减小的条件下,利用有限元仿真技术对支架结构强度和刚度条件进行优化设计,以提高其承载能力,并实现轻量化的设计目标.提出的改进设计方案使支架结构在相同工况下的最大应力减小了24%,最大位移减小了66%.     

多次模拟弹射载荷作用下水泥混凝土路面动态响应

道路结构作为承载基础,与发射装备构成了动力耦合系统,冲击载荷作用下路面的响应特性将直接影响到导弹发射安全性。为研究多次弹射载荷下水泥混凝土道路结构的动态响应,以压缩空气为动力源搭建模拟弹射载荷生成装置,在三维试槽中铺筑水泥混凝土路面,面层中铺设应变传感器,土基中埋设土压力传感器,通过多次冲击加载试验获取模拟弹射载荷作用下土基压应力和面层应变变化规律,分析土基内压应力与深度及载荷作用面中心点距离间的关系,得到多次模拟弹射载荷下面层破坏形式及破坏机理。研究结果表明：冲击压力与土基峰值压应力呈线性关系;距离载荷中心点3 300 mm处,不同模拟弹射载荷下各深度处的土基压应力峰值已经非常小,模拟弹射载荷的径向影响范围为3 300 mm以内;模拟弹射载荷较小时面层为弹性变形,模拟弹射载荷增加到0.77 MPa时混凝土面层产生辐射状贯穿裂缝;弹射载荷作用下路面出现整体沉降。     

主动围压和爆炸加载作用下岩石动态响应研究

为了研究爆炸冲击下深部岩石的破碎过程,建立主动围压约束及中心孔爆炸加载实验装置,利用动态测试技术、高速摄像和数字图像相关方法,得到动静组合加载下岩石内部的应变场和表面裂纹扩展过程。基于Johnson-Holmquist本构模型,对不同围压下岩石爆炸动态响应进行了模拟研究。对比结果发现：围压在圆柱试件环向形成压缩预应力,减弱了爆炸柱面波产生的环向拉伸破坏,破碎区半径、裂纹数目和裂纹几何尺寸随着围压的增大显著减小;距离炮孔越远,爆炸应力波强度降低、围压对裂纹的止裂作用逐渐增强。结合弹性力学和柱面弹性波理论对动静加载下应力场的变化进行分析发现,围压产生的环向压缩应力减小了爆炸形成的拉伸破坏,这一结论与实验结果相同。数值模拟结果表明：von Mises应力场随围压的升高而增强,而环向拉伸破坏随围压的升高而减弱,不同围压下的破碎半径和裂纹形态与实验结果基本一致。     

长杆模拟弹内弹道强度试验与动态计算分析

研究给出长杆模拟弹内弹道发射强度实验结果与数值计算分析，结果表明，长杆弹在发射状态被拉断的直接原因是弹体材料在危险截面处的应力值达到或超过了材料的动态屈服强度。     

弹翼静气动弹性计算

采用迭代法研究大展弦比弹翼的静气动弹性.弹翼的气动载荷采用涡格法进行计算,弹翼结构特性采用有限元软件(ANSYS)进行数值模拟,通过面样条插值方法将气动计算网格上的载荷插值到有限元计算模型的网格节点上进行数据交换.以布撒器弹翼为算例,在计算中对张开式弹翼翼身连接方式进行了简化.计算结果给出了计及弹性的翼面变形以及变形前后翼面的压力分布,且对不同材料特性条件下弹翼变形特性和变形前后的压力分布进行了比较.     

某涡轮叶轮强度振动寿命分析与评估

针对某型飞行器使用的高负荷涡轮增压器,对其涡轮关键件进行强度振动寿命的计算分析,并从力学角度对结构设计进行评估。研究结果表明,涡轮叶轮应力幅值区出现在进气端盘轴连接处,静强度安全系数为1.9,满足静强度设计要求;涡轮叶轮在工作转速下,具有不低于15%的共振裕度,满足动力学设计要求;涡轮叶片对应无限循环疲劳寿命的许用振动应力为116.4 MPa,可以确保其在各工况下满足可靠性设计要求;在标准飞行剖面下,叶轮寿命为5494次工作循环,满足寿命要求。     

履带车辆静态轮荷计算与距地高实现

在履带式车辆总体设计过程中，结合车辆质心位置合理布置行动系统、分配和调整各轮负荷是确保车辆距地高要求准确实现、具有良好静态姿态的前提．本文提出一种计算办法来确保履带式车辆静态距地高的实现，并给出了采用油气弹簧悬挂形式下的计算办法．     

不同预载下的球轴承变形的程序设计

球轴承作为重要的支承部件，广泛用于惯性仪表之中。通过对球轴承的变形理论进行分析，建立了轴承的总体平衡方程，并将轴承的变形问题转化为数学上求解目标函数的极小值问题，用ＰＯＷＥＬＬ优化方法编制了能不同排列形向心推力球轴承在不同预载下及在径向、轴向联合工作负荷作用下的变形、接触应力进行计算的ＦＯＲＴＲＡＮ程序，解决了手工计算解决了不的问题，从而为分析不同结构参数和载荷对球轴承刚度的影响提供了重要手段，为     

传动箱有限元强度计算与优化

该文讨论某传动箱的有限元刚强度分析计算与优化,首先对结构复杂的传动箱在实际工况载荷作用下,进行结构刚强度计算与校核,然后根据计算结果,对传动箱结构提出优化和减重等措施.本计算使用的软件是有限元分析软件ANSYS,为使计算更准确,作者特别编写了施加轴承载荷的程序模块Bearing.此外,还介绍了有限元分析计算的经验.     

传动箱体轴承孔载荷加载方式研究

传动箱体在工作过程中承受多种载荷,这些载荷都是通过轴承孔施加到箱体上的,因此合理便捷地将各种载荷施加到轴承孔是箱体强度分析的关键.在全面分析轴承载荷分布情况的基础上,提出了将轴承孔单元的节点以刚性单元连接,避免了多种载荷施加过程中的节点选取,并以某综合传动箱体为例进行了对比分析,结果表明该方法是合理有效的.     

非均匀轴向冲击载荷作用圆柱壳的弹塑性动力屈曲

本文对非均匀轴向冲击载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲问题进行了研究.基于Hamilton变分原理导出圆柱壳的非轴对称运动方程,本构关系采用增量理论,借助增量数值算法求解动力方程组.讨论了非均匀轴向冲击圆柱壳的变形模态和临界屈曲载荷,并且分别与均匀轴向冲击和静力偏载的情形进行了比较.     

枪机闭锁凸笋的冲击疲劳强度设计与寿命估算方法探讨

通过对枪机工作载荷和断裂部位应变速率的分析计算，说明其载荷性质为重复脉动式冲击载荷。应用疲劳理论和平面应力枪机试件的测试结果，说明其失效规律为冲击疲劳。通过对国内外冲击疲劳强度理论研究现状的分析，说明目前进行枪机闭锁凸笋冲击疲劳强度设计和寿命估算最简捷的方法是模拟实验－经验公式法。作为这一方法的补充，文中还介绍了修理的Ｌａｎｇｅｒ方法。     

静压桩压入过程的现场试验和数值模拟

为了研究静压桩在沉桩期间的力学特性和承载性状,通过静力压桩试验及载荷试验,分析了沉桩过程和载荷试验中摩阻力随埋深的变化;对非饱和黄土地区静压桩在施工过程中的承载性状及沉桩机理进行了研究,得出静压桩在非饱和黄土中的沉桩特性;将ANSYS计算值与实际测试数据进行对比,二者发展趋势较一致,说明ANSYS分析的结果可以为以后的工程设计和施工提供借鉴和参考。     

水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律

在隧道掘进过程中采用水封爆破时,水介质长度对爆破效果具有重要影响。为得到水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律,采用Starfield迭加法将应力波的衰减和迭加考虑在内,推导孔壁受到的应力变化情况,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对计算结果进行模拟验证。结果表明：在炸药和水介质交界处孔壁受到的应力最大,随着到交界处距离的增加,爆炸应力以指数函数的形式衰减;采用等效间隔起爆方式对不同药量的爆炸过程进行模拟,水间隔段孔壁爆炸应力模拟值和理论值衰减规律一致,二者在相同位置的应力误差保持在10%左右,同时水间隔段孔壁指定点受到的总应力随着药量的增加而增大;采用Starfield迭加法获取水间隔段孔壁爆炸应力的计算公式是合理的,能够为水封爆破的应用提供参考。     

大功率液力变矩器叶轮强度有限元分析

为解决履带车辆大功率液力变矩器在高转速工况下的叶轮强度问题,基于单向流固耦合(FSI)理论,建立了液力变矩器叶轮强度分析模型.采用全局守恒插值算法,实现了流场网格节点上的流体压力载荷到结构网格节点的插值传递.结合惯性离心载荷,采用静力学分析的方法,对某型液力变矩器叶轮,进行了2种载荷共同作用下的有限元强度分析,得到了其...     

泡沫铝填充结构机床工作台疲劳特性有限元仿真研究

对铸铁工作台和泡沫铝填充结构机床工作台的疲劳特性进行有限元仿真研究,获得其在交变载荷作用下的应力分布图和最终疲劳失效图,并对结果进行对比分析。结果表明,与铸铁工作台相比,在恒幅交变载荷作用下,泡沫铝填充结构机床工作台的最大应变量小、产生的疲劳裂纹数目少,应力集中程度低,进一步证明了泡沫铝填充结构机床工作台在高速加工中应用的可行性和优越性。