道路清障车托举装置有限元分析与实验研究

托举装置是清障车重要的执行机构,该部分的强度和刚度在清障车设计中起非常重要的作用。因此有必要对托举装置进行结构强度分析和实验验证。建立托举装置有限元模型,进行拖拽工况的静强度分析,对实际样车的托举部分进行应力测试试验。有限元结果表明托臂局部出现塑性变形,摇臂满足要求。实验结果表明各测点测试值与有限元计算值应力趋势一致,误差在10%以内,测点1和测点2的测试值超过屈服极限。与托臂有限元计算结果吻合,验证了有限元模型的正确性,为托臂的结构改进提供了可靠的分析方法。     

基于CEL方法油箱跌落过程结构动态应力分析

空投车辆着陆过程的冲击应力分布状态影响空投车辆油箱的服役可靠性。针对空投车辆跌落过程油箱结构的冲击应力规律研究，建立了充油75%的油箱有限元模型，采用CEL方法对油箱进行流固耦合计算，结合实车空投试验，分析了油箱本体动态应力分布以及液体状态。结果表明：跌落冲击过程，油箱壳体与内部隔板翻边搭接位置处应力最大；油箱底部橡胶缓冲垫是降低油箱结构动态应力的有效形式，缓冲垫接触面积达到原来的四倍，油箱结构动态应力下降10 MPa。研究结果对空投车辆油箱服役可靠性提升有重要的理论指导，也可为空降车空投结构设计与校核提供理论依据。     

混凝土搅拌车专用减速机的静强度试验研究

为了测试减速机的静强度,计算与分析了减速机载荷情况,制定了详细的试验方案,设计了专用加载工装,采用液压转矩加载器和液压加载油缸对减速机进行模拟加载,并对各测点的应变进行了测量。试验结果表明,全部测点的应力均小于许用应力,与有限元计算值相比较,结果基本吻合,减速机的静强度满足设计要求,试验结果为优化设计提供了依据。     

雷达平台骨架的计算与试验分析

雷达承载平台是所有雷达设备的载体,以某雷达为例阐述了其骨架在多种载荷不同工况作用下的力学计算和试验的一般方法。根据平台的骨架结构建立有限元模型,通过施加重力载荷和不同工况的风力矩进行力学计算。通过在天线上施加水平拉力的模拟风载荷,采用应力应变电测法测出平台上各测点的应力值,最后对计算结果和试验结果进行比较分析。     

低地板车用牵引拉杆疲劳应力分析测试研究

对牵引拉杆的结构及疲劳强度进行分析计算。利用CREO软件对其进行三维建模,采用有限元分析软件ABAQUS对牵引拉杆进行强度分析,其疲劳工况分为3个阶段。研究结果表明:疲劳工况±35 kN下,有限元分析最大应力为35.32MPa,4个测点实际最大应力值为28.35 MPa;疲劳工况±42 kN下,有限元分析最大应力为43.17 MPa,4个测点实际应力最大值为35.28 MPa;疲劳工况±49 kN下,有限元分析最大应力为51.23 MPa,4个测点实际应力最大值为57.96 MPa。对比有限元和实际分析计算结果,整体满足疲劳载荷工况要求。     

3D模型与2D壳模型对有限元计算的影响

对几何模型的不同建模方法直接影响到有限元计算的结果精度、计算时间等。基于一般计算机硬件限制,为了提高计算效率,可以尽可能地、合理地简化几何模型。文中对某试验用变压器的油箱和储油柜,分别建立3D实体和2D壳模型,利用有限元分析软件ANSYS Workbench进行地震加速度谱计算,并对以上2种模型的计算结果进行对比,对有限元模型简化方法提出了建议。     

装载机侧置式油箱的有限元分析与改进设计

对装载机侧置式油箱的结构特点与承载特点进行分析,总结出油箱在装载机作业过程中的载荷工况.充分利用PRO/Engineer、HyperMesh与ANSYS软件接口,实现对油箱快速准确的建立有限元计算模型,并计算出各工况下油箱应力分布云图,从而正确指导油箱设计改进.改进后的油箱使反馈率大大的降低,改进效果明显.同时,分析计算结果与改进思路可为装载机侧置式油箱设计提供有价值的参考.     

300 t履带起重机臂架应力分析与测试

履带起重机臂架是重要的承载构件,变截面处承受轴向载荷和弯矩引起较大应力,在长期使用过程中易存在开裂的可能。为深入了解工作状态中臂架结构实际受力情况和应力分布规律,对300 t履带起重机的标准型主臂进行实车应力测试,获取典型工况下危险截面测点应力值。根据该起重机的常用载荷工况,采用非线性计算方法对不同工况下的起重臂架进行有限元分析,通过对结果分析,确定顶节、标准节、底节附近的3个危险截面,汇总各工况下3个危险截面上4根弦杆的最大应力,分析应力分布变化趋势。由此确定测点布置,并根据规范,制定臂架应力测试的试验方案,通过获得的静态和动态测试的应力数据,与有限元结果对比,表明了有限元模型的有效性。     

基于仿真模板的变压器油箱强度计算

有限元分析的应用提高了变压器油箱强度计算的效率与精度,但由于通用CAE软件功能模块众多、操作界面复杂,不利于在产品设计人员中推广应用。为简化分析流程,降低软件应用难度,基于ANSYS Workbench开发了变压器油箱强度仿真模板,包括油箱模型处理模板以及强度计算仿真模板,介绍了利用仿真模板对变压器油箱强度进行计算的方法,并将仿真计算结果与试验数据进行了对比分析,其计算精度可以满足工程应用的要求。通过对比验证,采用仿真模板可有效提高变压器油箱强度计算效率,从而为产品设计及试验提供计算依据。     

汽车车轮结构强度分析

针对车轮动态弯曲疲劳试验建立了两种轿车车轮的静态线性有限元模型，它们可以有效地用来确定车轮结构的危险点，即结构中计算应力（von Mises应力）比较大的点。结构危险点的计算应力反映该处的应力集中程度。对车轮结构上计算应力较大的测点进行实验应力分析，验证有限元分析结果。对结构危险点的应力状态进行分析，有助于预测车轮疲劳裂纹的发生方向和引起疲劳损伤的主要应力循环，在所研究的车轮结构中也就是沿着车轮径向的正应力变程。分析还表明，在动态弯曲疲劳试验中，车轮结构各点所承受的可能是非对称应力循环。     

某乘用车油箱的结构强度研究

目前金属油箱因为其技术成熟,结构简单的特点,在汽车领域中广泛应用。在对乘用车油箱的设计过程中,应用有限元技术对油箱进行结构强度分析,主要考虑油箱在半箱油时,车辆行驶颠簸产生的冲击力来校核其强度。按保守强度设计要求,结合企业设计经验,取3倍半箱油重量作用时的静态强度来校核其颠簸产生的冲击力。同时对油箱关键点进行应力应变电测试验,将实验结果与有限元分析计算相结合,探索出适合油箱结构强度设计的理论与实践相结合的方法。     

基于精确模型的齿根应力和轮齿变形载荷历程分析

根据齿轮啮合原理,建立了轮齿的精确齿形。综合分析影响齿根应力的重要因素的基础上,创建了精确的二维和三维动态有限元模型,计算出齿根危险截面测点的应力历程和受栽点的变形历程。最后,将计算结果与各类权威标准进行对照,证明了模型的正确性。     

拉应力对低碳钢带硬度和弹性模量的影响

在自制的微型拉伸仪上对低碳钢带施加拉应力,对其受拉状态时的硬度和弹性模量进行了测试,并分析了拉应力与它们之间的关系;用有限元模拟了两种材料钢带在不同拉应力下的硬度。结果表明:钢带的硬度随着拉应力的增大呈现先减小后增大的趋势,以屈服强度为转折点;小于屈服强度的拉应力对钢带的硬度影响很小,而超过屈服强度后对硬度的影响显著,模拟结果与试验结果基本相符;当拉应力较大、材料硬化率较大时,拉应力对其硬度的影响反而较小;拉应力对钢带弹性模量没有明显影响。     

内压荷载下钢带缠绕增强复合管力学性能研究

以三维弹性力学理论为基础,研究了钢带缠绕增强复合管(PSP)在内压荷载下的力学性能。钢带缠绕增强复合管主要包括3层结构:内层PE层,中间两层钢带增强层以及外层PE增强层。在研究过程中主要分析了第一层钢带(层2)的应力分布,并以Mises屈服准则预测了钢带的极限强度。之后在ABAQUS中建立了钢带PSP管的三维模型,并将其结果与理论模型进行对比,结果显示,有限元模型中环向应力与轴向应力的变化与理论模型很符合。     

汽车式多功能破障车车架的有限元分析与实验研究

车架是多功能破障车非常重要的受力构件，其结构性能直接关系到整车的安全问题。建立破障车车架有限元模型，四点支撑和推土工况的静强度分析，完成样车车架应力测试试验。分析结果表明四点支撑和推土工况车架强度不足。试验结果表明各工况测点数据与有限元计算值相差较小，四点支撑工况测点1区域发生了塑性变形，推土工况测点1和测点12发生了塑性变形，验证了车架有限元分析的正确性。对车架进行优化设计，提供了三种车架改进方案，方案二为最佳方案，改进方案的车架满足工作要求，为相关车辆车架的分析研究提供了技术方法。     

航空发动机预旋喷嘴振动疲劳特性研究

通过对航空发动机预旋喷嘴开展有限元计算和试验验证,研究了预旋喷嘴模态特性和高应力下疲劳特性。研究结果表明,预旋喷嘴模态振型呈现整体呼吸花瓣振型,振型花瓣数由少到多按照模态频率由低到高进行排列;固有频率及振型有限元计算结果和试验结果基本一致,固有频率相差1.4%,模态置信度达到0.95;依据有限元计算结果布置应力和加速度测点,高应力下预旋喷嘴试验件高周疲劳寿命达到1E7。     

特厚板多层多道焊的Marc有限元模拟

厚板焊接残余应力场的影响因素众多,变化复杂,其应力分布模型的研究是此领域的难点之一,有关的试验样本尚不多见。以两块100 mm的厚板焊接为研究对象,试验模型材质为A105钢,采用埋弧焊,进行多道焊接。采用试验测量和MSC.Marc有限元模拟相结合的方法,对100 mm特厚板多层多道焊的残余应力进行对比分析研究,给出上表面横向残余应力和纵向残余应力以及厚度方向残余应力的分布曲线。有限元计算结果与试验测量结果吻合较好,证明该有限元模型的合理性。特别地,厚度方向残余应力可以通过有限元模型计算得出,解决了实际工程中厚板内部应力难得出的问题,为进一步研究特厚板焊接残余应力提供参考依据。     

商用车油箱支架的有限元分析及优化

应用HyperWorks软件,在四种工况下通过RADIOSS求解器对油箱支架进行静强度计算分析,得出其应力和变形结果。根据分析结果,以减小危险位置最大应力、增强结构稳定性为目的,对油箱支架进行了优化设计,将设计结果与原模型的强度、位移进行对比分析,采用最佳优化方案。     

海上在役箱体式吊机现场应力测试及强度校核

在长期服役过程中,海洋平台吊机处于十分恶劣的环境,服役吊机结构容易受到由老龄化引起的功能退化,如腐蚀损耗、疲劳裂纹或局部凹陷等,影响其安全使用。根据现场实际测绘的吊机数据,应用有限元软件Ansys对其建立有限元模型。得到了吊机的应力分布云图,指出了其应力较大部位,对这些区域进行了现场应力测试。并将有限元的计算结果与测试结果进行了比较,除测点1 941外,其余测点相差在14%以内。最危险区域应力值为247.96 MPa小于吊机材料的许用应力,满足强度要求。分析吊机关键部位应力变化与起升角度β的关系,当起吊重物接近最大工作载荷时,建议选取在β15°的情况下工作。     

某油箱的耐久性试验箱体破裂原因分析及箱体结构的改进

针对某燃油箱在振动耐久性试验中油箱共振引起下箱体的振幅过大和底部破裂的问题,对该油箱进行扫频激振试验分析,发现有半箱水时会降低油箱的阻尼振动频率。利用有限元软件Hypermesh对该油箱模型进行模态分析得到该油箱的固有频率并与扫频激振试验结果对比。提出了三种下箱体底部结构的设计方案来改变该油箱的固有频率,并对结构改进后的油箱进行扫频激振试验。结果表明,改进后的油箱的固有频率有所提高。