橡胶-钢球支座刚度的有限元分析

通过非线性有限元方法对橡胶-钢球支座在轴向拉伸、扭转和弯曲的大变形载荷作用下的力学行为进行分析,得出支座的轴向刚度、扭转刚度和弯曲刚度与变形的关系。轴向刚度和弯曲刚度随着变形的增大而减小,扭转刚度随着变形的增大而增大,但总的来说,变化很小。     

层层接结三维角联锁机织复合材料的三点弯曲疲劳破坏

本文主要研究一种层层接结三维角联锁机织复合材料在三点弯曲交变循环载荷下的疲劳破坏与失效模式,以此阐述材料破坏的结构特征。在不同应力水平下对材料施加正弦波式应力进行三点弯曲疲劳实验,得到材料疲劳寿命(S-N)曲线,说明材料寿命与施加载荷之间的关系,随着应力水平的增加,材料的疲劳寿命呈现下降趋势。此外,观察材料的典型疲劳破坏模式,发现破坏主要集中于经纱屈曲起伏的最大曲率区域,应在结构设计中予以重点关注。     

SYL2500型压裂车车架疲劳寿命分析

针对压裂车车架的疲劳寿命,以当前常用的SYL2500型压裂车为研究对象,就路面冲击载荷与五缸泵激励入手,分析车架的有限元瞬态动力,并以此为根据,深度剖析运移、压裂两典型工况的车架疲劳寿命,最后得出常规正弦荷载下,车架纵梁与横梁可达无限寿命,但在复杂条件下焊接位置将最先产生疲劳破坏,需对其引起高度重视的结论。     

三维角联锁机织复合材料弯曲抗疲劳性能有限元分析

使用三维绘图软件PRO/E 5.0绘制出三维角联锁机织复合材料结构模型,借助有限元软件ANSYS Workbench对该结构模型的弯曲疲劳性能进行分析。在复合材料弯曲静力学分析的基础上,添加疲劳工具对复合材料的抗疲劳性能进行分析,通过复合材料纤维、树脂各自的寿命、损伤分布云图分析复合材料的抗疲劳性能。结果表明:弯曲载荷作用下,复合材料与弯曲压头接触的位置表现出更大的弯曲应力;这些位置在较小循环载荷作用下较早发生破坏;与测试方向平行的纬纱较经纱发生更严重的破坏。     

三维角联锁机织复合材料三点弯曲疲劳的细观结构效应

依据层层接结三维角联锁机织复合材料的结构特点,建立能真实反映细观结构特征的大型精细实体几何结构模型;基于非弹性滞后能疲劳破坏准则,用有限元法计算三维角联锁机织复合材料在三点弯曲低周交变循环载荷下的变形和刚度降解,揭示疲劳过程中三维角联锁机织复合材料内部应力分布特征和变形特征,分析纱线与树脂的破坏机理,阐述该复合材料在循环载荷下发生疲劳破坏的结构效应。结果表明,经纱在疲劳过程中承担大部分的载荷,且不同的组分呈现不同的破坏扩展过程。本文研究结果和研究方法将可进一步扩展至三维机织复合材料工程结构设计。     

玻璃纤维泡沫夹芯板挖补修理弯曲性能试验与有限元模拟

针对玻璃纤维泡沫夹芯结构关于维修结构性能研究的缺失,本研究完成了玻纤泡沫夹芯板的维修和弯曲性能测试,并在试验基础上建立了结构有限元模型,进行了强度与刚度的试验数据验证。得到结论如下:通过试验结果,简化了有限元分析模型中的胶层设置;将泡沫芯体和玻纤面板的破坏载荷作为结构的初始与最终破坏载荷,仿真计算的破坏载荷较试验平均载荷超出18. 92%,较最大试验破坏载荷超出7. 14%;应用线性阶梯载荷步表征模型的应变趋势,在线性变形区域与试验符合较好,在受压面板,最大偏差为11. 2%,在受拉面板,最大偏差为24. 3%。表明该玻璃纤维泡沫夹芯修补结构的有限元模型分析精度较高,具有较强的工程实用性。     

疲劳/蠕变交互作用下塑木复合材料的断裂损伤

塑木复合材料在动态载荷作用下，其断裂损伤并非纯疲劳或纯蠕变作用的结果。利用交变载荷的试验方法，研究了在疲劳／蠕变交互作用下塑木复合材料的断裂损伤行为。结果表明，在交变载荷为破坏载荷的80％和60％时，其疲劳／蠕变断裂曲线为三段式曲线，即瞬时弹性变形阶段、延迟弹性变形阶段和加速断裂阶段；在交变载荷为破坏载荷的40％时，38h内其疲劳／蠕变曲线为两段式曲线。随着最大载荷保持时间的增加，塑木复合材料进入延迟弹性变形阶段越晚，弯曲挠度增加越快，断裂寿命降低。     

车载页岩气压裂泵动力端特性分析

车载页岩气压裂泵工况恶劣,要求承受高压、循环载荷作用,承受的工作载荷随着压裂压力的提高而越来越大。压裂泵的动力端是动力输入端的与液力端间传递力的部分,为保证压裂泵安全、有效地工作,有必要对压裂泵动力端进行分析研究。本文针对压裂泵动力端重要零部件建立了三维模型,对动力端曲柄滑块机构进行运动学、动力学分析,结果表明,该机构运行稳定可靠,满足使用要求。     

大型船用柴油机曲轴的有限元分析与研究

利用UG软件建立船用柴油机曲轴的三维实体模型,并划分网格,对其进行有限元应力和变形分析。从而确定了其应力、变形和分布情况,指出了曲轴的危险部位,提出了改进措施,为曲轴的设计改进、预测曲轴疲劳断裂位置及再制造中的去应力提供了有力依据,同时也说明了有限元方法用于曲轴分析的可行性。     

外载荷作用下大开孔接管应力计算精度的影响因素分析

以在内压与外载荷作用下的圆柱壳上一大开孔接管为例,基于ANSYS软件中APDL语言建立了其有限元模型,研究了单元类型、单元技术、网格密度、施加外载荷方法等因素对计算的应力与位移的影响,同时将计算结果与薄壳理论解进行了对比。计算结果表明,以上4种因素对有限元分析结果影响较大。在网格划分密度较大情况下,优先选择Solid186单元全积分单元技术或Solid185单元增强应变单元技术;外载荷施加应采用RBE3命令。模拟结果可为外载荷作用下接管应力分析提供一定参考依据。     

基于有限元法的压力容器疲劳强度分析

压力容器长期在交变载荷作用下运行,会产生疲劳破坏。疲劳强度是衡量压力容器抗疲劳破坏的一个重要指标。基于ANSYS软件,分别在不同的工况下(p_w=0~1.55 MPa)对一台压力容器的结构和载荷不连续处、应力集中处等高应力区进行了有限元建模。通过疲劳损伤系数及许用疲劳次数对这些区域疲劳强度进行分析和评定。评定结果是三个高应力区疲劳强度均合格。最后,给出了提高压力容器疲劳寿命的若干改进措施。     

基于AutoCAD Mechanical的齿轮轴变形计算及齿向修形设计

在载荷作用下齿轮轴将发生弯曲变形和扭矩变形等弹性变形。利用AutoCAD Mechanical~?软件的"轴计算"功能来计算齿轮轴的弯曲变形和扭转变形,将齿宽范围内的相对变形量叠加,合成出齿轮轴的综合变形曲线,从而为齿轮轴的齿向修形设计提供较为准确的数值依据。     

碳纤维增强复合材料桥梁弯曲破坏过程有限元模拟

利用MTS-810型万能强力机测试复合材料桥梁的弯曲性能,得到复合材料桥梁载荷-挠度曲线和弯曲破坏形态。基于复合材料桥梁的真实结构,建立连续实体壳单元桥梁模型,运用商用有限元软件Abaqus/Explicit计算桥梁的弯曲破坏过程。计算得到的载荷-挠度曲线与试验具有较好的一致性;破坏位置均发生在支撑辊的位置;复合材料桥梁的破坏模式主要表现为纤维断裂、基体开裂、分层破坏以及腹板屈曲失稳。研究结果表明,有限元法用于复合材料桥梁的性能预测和优化设计是有效的。     

胶接接头有限元模拟方法研究

总结胶接接头的标准单元模拟方法,建立接头相应的有限元模型,将各种接头的有限元计算刚度与试验刚度进行对比分析。研究结果表明:弹簧单元模拟精度最高,但建模效率较低;实体单元建模效率较高,但模拟精度不及弹簧单元。该结论为胶接结构有限元分析提供一定的参考价值。     

三维弯曲井眼中压裂套管轴向载荷分析

大规模的压裂改造会导致套管处于复杂的受力状态中,严重时会出现变形、弯曲、断裂等问题。考虑井眼轨迹、套管结构、压裂施工要求,考虑套管浮容重、管内流体压力、流体摩擦阻力以及温度载荷作用,建立套管轴向载荷力学模型。计算套管所受轴向力,分析其抗拉强度,以合理选择压裂参数,预防套管损坏。以油田某井压裂施工为例,根据建立的轴向载荷力学模型,计算得三维弯曲井眼中套管的最大轴向载荷在井口位置约为2191.648k N;井口套管抗拉强度安全系数最低,约为1.408,基本满足压裂施工要求。     

利用载荷集度与内力之间的微分关系绘制内力图

分析了材料力学中轴向拉压变形、圆周扭转变形、梁的弯曲变形横截面上内力与载荷集度的微分关系,总结出了快速绘制内力图的方法,并分别用实例验证了这种方法。     

光固化3D打印离型膜在树脂作用下的变形分析

在光固化光敏树脂成型过程中,聚四氟乙烯离型膜会在树脂液位的波动影响下发生变形,进而影响光固化制件的精度,因此需要减小离型膜在制件过程的变形量,确保其相对稳定。首先分析树脂液位变化,通过液位变化量,等效出树脂液波动带给离型膜的载荷,建立离型膜受力模型。然后基于离型薄膜的挠度变形理论,应用Ansys软件进行模拟研究,对不施加预应力和施加不同预应力作用下的离型膜变形结果分析,结果表明施加预应力有利于提高离型膜稳定性,且施加预应力为2. 645M Pa时离型膜受到树脂波动影响最小,位置精度变化在0. 01 mm。     

HGB/EP复合泡沫材料界面破坏模拟研究

空心玻璃微珠(HGB)/环氧树脂(EP)复合泡沫材料是一种新型的结构功能双重材料,其两种材料相互间的黏结性能对复合材料的力学性能有较大的影响。通过设计玻璃与环氧树脂的黏结力实验测得了黏结力与变形的关系。建立玻璃微珠与环氧树脂的数值模拟模型,采用实验所得数据在其间设置黏结单元,对六种情况下的模型施加拉伸和压缩均布载荷进行数值模拟,考察两种材料间界面的变形和破坏情况,研究了界面破坏时复合泡沫材料所受的极限载荷,分析了极限载荷随玻璃微珠半径及填充比的变化规律,发现其与相关文献实验结果一致。     

基于6σ法的三片式固定球阀疲劳可靠性分析

为分析三片式固定球阀主要承压部件阀体在多目标优化后的疲劳可靠性,先利用Solidworks对有限元模型进行参数化处理,使得仿真模拟具有较高的收敛性和准确性.再利用ANSYS对施加动态载荷的阀体进行瞬态动力学分析,为后续的疲劳分析提供相应的应力载荷谱.然后基于应力疲劳分析理论,结合疲劳仿真软件Ncode,对阀体进行寿命计...     

基于ANSYS的某空冷器管箱疲劳及棘轮分析

某空冷器在运行时,承受交变的压力载荷作用,同时在某特定工作压力条件下,出现交变的温度载荷变化,整个运行工况非常复杂.在这些复杂载荷共同作用下,该设备将面临疲劳和棘轮失效的危险.本文采用通用有限元分析软件ANSYS,对该空冷器的管箱进行建模,并针对其复杂的运行情况,分工况进行有限元分析,获得各载荷作用下的设备应力,并按照...