导弹关键舱段螺栓联接的有限元分析及预紧力研究

螺栓组联接是导弹舱段间联接的一种常用形式。针对某型号导弹关键舱段间螺栓联接结构在一定预紧力状态下的防松问题,对螺栓联接预紧力范围进行研究。首先利用螺栓强度理论与结构设计要求得到联接螺栓的初始预紧力范围值;然后,通过有限元软件对导弹舱段间螺栓联接结构进行局部有限元分析,对预紧力范围进行校核;最后,对导弹联接螺栓施加预紧力与弯矩组合载荷进行有限元分析,优化预紧力范围,并推导得出预紧力与工程安装扭矩之间的转换关系。     

风力发电机组偏航系统联接螺栓强度分析方法研究

基于有限元法对某MW级风机滚动式偏航系统联接螺栓静强度和疲劳强度分析方法进行研究。首先将偏航系统的力学模型进行简化,建立了偏航系统有限元模型,然后根据GL规范对螺栓进行静强度和疲劳强度计算;为考虑螺栓紧固过程中预紧力分散影响,提出了一种最小预紧力加外载计算应力增量的分析方法,同时充分考虑轴承滚子刚度对螺栓受力的影响,并分析联接面的接触状态及对螺栓受力的影响规律,对风电系统联接螺栓强度的精确计算有积极的指导意义。     

杠杆力作用下的螺栓联接刚度分析

螺栓联接由于自身简单和实用性强的特点成为工程结构中应用最广泛的联接形式,但是由于几何结构突变造成整个结构刚度的变化,使得螺栓成为整个结构设计过程中涉及参数最多的影响因素,明确刚度特性的变化规律对于进行包含该结构动力学分析是至关重要的前提。针对螺栓联接的一种受力形式杠杆作用分别讨论了两个影响因素:预紧力大小;杠杆力与螺栓中心的距离对联接刚度变化规律的影响。计算结果表明,较大的预紧力可以保证结构的初始刚度,但是影响较为有限,预紧力增加100%的条件下,初始刚度增加13%;杠杆力与螺栓中心的距离越短,联接结构的初始刚度就越大,该距离增加30%,刚度降低60%。并基于分析结果提出了双指数形式的拟合公式,并与计算结果进行对比分析验证了拟合公式的合理性,该计算结果可以为采用螺栓联接的工程结构提供刚度计算分析方法,为此类结构进行动力学分析提供了基础刚度的研究依据。     

一种基于VDI2230的轨道车辆轴箱螺栓联接强度评估方法

针对目前轨道车辆在重载、快捷化产品设计过程中轴箱螺栓联接强度评估的问题(由于轴箱体和前盖之间存在间隙,前盖螺栓孔位置处刚度较弱,在预紧过程中将产生附加弯矩,进而影响轴箱的使用安全),以某轨道车辆转向架轴箱为例,基于最新VDI2230标准第二部分中规定的内容进行螺栓有限元建模,并采用第一部分规定的方法进行螺栓联接强度评估。结果表明,借助有限元分析软件,可计算复杂装配情况下螺栓预紧力损失量和预加载荷变化量,进而进行螺栓联接强度评估。     

高强度螺栓预紧力及预紧力矩的确定

高强度螺栓所受的总载荷并不等于预紧力和工作拉力之和。根据理论分析,螺栓承受的总载荷,除与预紧力、工作拉力有关以外,还与螺栓刚度及被联接件刚度有关。本文从分析紧联接螺栓的受力及变形入手,找出预紧力及螺栓总载荷与高强度螺栓所能提供的保证载荷之间的关系。     

基于机架刚度的大型压机预紧力研究

螺栓预紧力对大型压机的使用稳定性具有决定性作用,针对某大型压机使用过程中出现机架松动现象,建立大型压机机架有限元模型,得到机架的垂直刚度与角刚度。根据预紧力压缩变形量应不少于偏心载荷的等效力与力矩产生的侧隙量,计算出等效载荷系数,结合有限元预紧力接触模型得到预紧力大小,进而确定预紧螺母旋进量,为指导设备设计及检修提供理论依据。     

论水泵装配中的螺栓强度及预紧方法(上)

为了保证泵在压力作用下工作的可靠性，对于双壳体的高压锅炉给水泵的泵体螺栓预紧有更严格的预紧力要求。论述了高压泵装配中的螺栓的作用、螺纹联接的预紧、螺栓强度的核算、预紧力的控制及其工具的选择。     

动车组设备安装用螺栓扭矩计算及强度校核

为了保证设备安装的可靠性,对动车组设备安装用的螺栓预紧有非常严格的扭力要求。较详细地计算和研究了动车组设备安装中螺栓螺纹联接的预紧方法、螺栓强度的核算、预紧力的控制等,为螺栓连接强度的校核提供了理论依据。     

螺栓联接蠕变松弛有限元分析

针对目前研究中缺乏考虑粗糙表面对螺栓联接蠕变松弛的影响,利用APDL语言建立螺栓联接二维轴对称有限元模型进行FEA仿真,分析粗糙表面和初始预紧力对螺栓联接蠕变松弛的影响,研究螺栓和联接物蠕变对螺栓联接蠕变松弛的作用。研究结果表明:考虑粗糙表面的螺栓蠕变松弛比没有粗糙结合面的稍小;初始预紧力越大,螺栓蠕变预紧力损失越多,但保持的预紧力也越大;螺栓蠕变对螺栓联接蠕变松弛起主要作用;螺栓联接蠕变松弛并不是螺栓蠕变和联接物蠕变的线性叠加。研究结果对研究螺栓联接松弛机理和防松以及螺栓拧紧工艺具有一定的指导意义。     

实现螺栓联接给定预紧力的有效方法

实现螺栓联接给定预紧力的有效方法西安交通大学张宏浩，牛锡传，王文生在螺栓联接中，装配时要适当预紧，以防止结合面受外力时发生松动。这是保证联接强度的前提。设计中，可通过对螺栓联接的受力分析、确定预紧力。尤其象发动机连杆的大端联接螺栓、汽轮机转子联轴器联...     

机轮螺栓力矩加载机构拓扑优化及瞬态分析

飞机机轮螺栓力矩是影响飞机起降的关键因素.研究设计了一种机轮螺栓力矩加载机构,并基于机构的理论危险工况,对其框架组件进行静力学分析.采用拓扑优化的方法对主要框架结构进行优化,并对优化后的框架组件进行静力学分析和两种工况下的瞬态动力学分析.计算结果显示,优化后的框架组件强度、刚度均满足要求,质量减少32.8％,为民航特种...     

Virtual metrology frame technique for improving dynamic performance of a small size machine tool

This paper presents a novel concept, a virtual metrology frame, for enhancing the dynamic performance of a machine tool with a flexible structural frame. The dynamic properties of a machine are directly affected by the stiffness of its frame, and its reference system; thus, by having an unstressed metrology frame, superior dynamic capabilities can be achieved. The developed concept does not require physical components associated with metrology frame; hence it is ideal for machine tools with requirements for small footprint and ultra-precision performance. The concept relies on an accelerometer based dynamic displacement feedback technique, where the accelerometer is used as a precision frame displacement sensor. The concept does not require a complex controller, and was realized in an off-the-shelf CNC controller. The concept was demonstrated on a linear motion system, a simplified version of a compact size CNC machine, and its servo bandwidth and dynamic stiffness were improved by 36% and 70% respectively, which are the key parameters for improving the machining accuracy.     

Effects of preloads on joints on dynamic stiffness of a whole machine tool structure

The machine tool joint is a very important factor in the overall machine tool dynamic analysis, and it has great effects on the machining performance of a machine tool. As a very important operation parameter, preload greatly influences the stiffness and the damping of a machine tool joint. This paper presents the effect of preload on the dynamic stiffness of the spindle nose of a horizontal machining center. By discussing types and distribution of machine tool joints, studies on the joints of ball screws, linear guides and bolts are carried out. The influence of preload on the axial stiffness of a ball screw is calculated based on Hertzian contact theory and the effect of pretightening moment on pressure of bolt joint is discussed, while the dynamic stiffness and the damping of a linear guide are identified by an optimum algorithm with the simulated and experimental results. A finite element model (FEM) of the whole machine tool structure considering the effects of different joints is created and verified against the test results, and then the influence of preloads on ball screws and linear guides is predicted. Results indicate that preloads on machine tool joints have significant effects on the dynamic stiffness of the spindle nose.     

铺管船锚机主要结构件的安全性分析

为了使设计出的恒张力锚机在满足功能要求的情况下,具有足够的刚度和强度,在进行锚机总体设计的基础上,对锚机的主要结构件进行了安全性分析,包括滚筒在最大受力条件下的强度分析;机架及减速机受力、本体强度和吊点强度分析等.计算结果表明,锚机的主要结构件具有很好的强度,并具有较高的安全系数,满足设计要求.     

某型道岔清筛机主车架有限元结构分析

道岔清筛车主车架作为整车的重要部件,其结构性能好坏直接影响车辆的运行品质和行车安全。运用大型有限元软件I-DEAS对车架进行了初步强度分析,并基于分析结果对车架结构进行了优化,优化后车架结构性能提升,满足了强度、刚度及使用要求。     

基于等效模型的铰制孔螺栓力学设计与优化

文中在常规有限元仿真基础上,引入螺栓轴向刚度与剪切刚度,建立了包含简化螺栓模型的系统级有限元模型.通过仿真获得了螺栓的轴向载荷与剪切载荷,计算结果表明,不同螺栓的初始载荷分布严重不均衡.以螺栓轴向载荷方差最小为目标,针对螺栓布局开展优化.优化后的结果表明,螺栓最大承载降低了29.5％,螺栓强度、寿命均满足设计要求.相较...     

螺栓布局对加工中心刚度的影响

螺栓连接是机床各个部件间主要的连接形式,其连接质量的好坏直接影响到机床的刚度,因此采用SolidWorks三维建模软件建立加工中心实体模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件以DVG850高速立式加工中心床身和立柱的连接为例分析螺栓连接对整机刚度的影响,通过分析得出立柱与床身结合面处两端的螺栓受力变形最大,因而螺栓布局时应向两端面集中,同时内侧也应增添螺栓数量。改进结果显示在基本不改变机床整体结构的情况下只改变螺栓的布局对整体刚度的影响是十分显著的。     

裂解连杆螺栓装配机床的动力学仿真及试验

由于传统的螺栓拧紧方法不能满足裂解加工要求,本文开发研究了裂解连杆螺栓装配机床并进行了仿真试验。介绍了螺栓拧紧机床的基本结构和自动螺栓装配过程,建立了该机床的虚拟样机模型,对装配螺栓过程进行了动态仿真;进行了机床的扭矩/转角试验,确定了某轿车连杆的螺栓拧紧工艺参数为20N.m+95°,采用该工艺能满足该连杆的螺栓装配要求;最后,讨论了定扭矩装配螺栓工序可能出现的质量缺陷,并提出了相应缺陷的解决方案。仿真结果表明,螺栓能准确穿入到连杆螺栓孔内并装配到连杆上。扭矩/转角试验表明,根据螺栓在装配过程中的伸长变形量可判断螺栓装配的轴向力是否符合要求,进而可确定连杆的定扭矩装配工艺。该项研究对螺栓拧紧机床的工程设计和裂解连杆工艺有指导意义。     

封头无胎冷旋压机机架的有限元分析及优化设计

在对封头无胎冷旋压机机架进行受力分析的基础上,以分析软件ANSYS和建模软件SolidWorks为主要开发工具建立了在静态下的机架受力模型。基于组合机架的结构特点,分析并计算了机架上梁与预紧螺母之间的作用力。对旋压机机架施加载荷和约束,得到加载模型。经过有限元分析,计算了机身的强度和刚度,确定了危险点的位置,并对机架进行了拓扑优化分析。依据优化分析结果给出了具体的改进方案,得到了经优化后的机身结构,为旋压机整机的结构优化设计打下了良好基础。     

接触分析在TLJ400连续挤压机中的应用

连续挤压机是一种绿色高效的有色金属塑性加工设备,广泛应用于铝材和铜材的连续挤压生产。利用有限元分析软件ANSYS对TLJ400连续挤压机建立三维实体模型,在某一工况下进行接触分析,得到了底座、机架及螺栓精确的强度值和应力分布情况,并对底座、机架和螺栓进行强度校核,提出改进方案,并通过有限元仿真分析验证了其可行性。根据计算结果提出了挤压机结构设计的建议,为连续挤压机的轻量化设计提供了参考价值。