用边界单元法分析装载机动壁板强度

将边界单元法引入装载机零部件的强度计算中，本文以Ｃａｔｅｒｐｉｌｌａｒ公司生产的９８３０Ｃ装载机为计算模型，对装载机动臂在对称载荷下的强度进行了边界元分析，给出了边界元的基本求解方法，并编制了相应的计算程序，通过与有限元法比较表明 ，边界元法是分析装载机某些受力复杂零件和局部应力集中区域有效分析工具。     

用边界单元法分析装载机动臂板强度

将边界单元法引入装载机零部件的强度计算中.本文以Caterpillar公司生产的980C装载机为计算模型,对装载机动臂在对称载荷下的强度进行了边界元分析.给出了边界元的基本求解方法,并编制了相应的计算程序.通过与有限元法比较表明,边界元法是分析装载机某些受力复杂零件和局部应力集中区域的有效分析工具.     

工程机械结构现代强度设计方法的研究

工程机械结构现代强度设计方法是以有限元法和最优化理论为基础,并在计算机硬件环境、有限无分析或CAD/CAE软件环境下,进行技术实施的一种方法。这个设计方法已在挖掘机、装载机工作装置结构设计中得到应用,取得了实际经济效益。本文在上述研究的基础上,扩充了WLWAS系统,包括有贮存典型焊接接头试件的疲劳数据P-S-M曲线和装载机工作装置相对应力谱(疲劳数据库)。     

基于ANSYS Workbench的装载机后车架轻量化设计

通过研究装载机结构特点和工作过程,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对装载机后车架典型工况进行强度分析,在此基础上对后车架的结构进行合理布置,实现轻量化设计。同样用ANSYS Workbench对轻量化后的后车架进行有限元分析,确保其在减重降本基础上能够满足所需强度要求。所得分析结果对装载机后车架结构轻量化设计具有一定的参考价值。     

铰接式挖掘装载机摇臂座梁的结构改进

为增强挖掘装载机摇臂座梁的结构强度和美观性,对挖掘装载机摇臂座梁结构进行改进,采用双U形钢板对接,开V形坡口,内部增加加强筋横梁结构取代原双L形错位拼焊横梁结构。介绍主要焊接工艺参数。改进后的摇臂座梁的美观性和结构强度大大增加。     

装载机动臂薄弱点的应力分析

装载机动臂是工作装置的主要受力构件,其结构强度设计经校核计算都能得到保证,但有时局部的细节设计不当也会引起大的故障。借助于PATRAN／NASTRAN有限元分析软件,以装载机动臂为研究对象,对动臂上3个容易出现故障的细节位置进行线性静强度应力分析后发现,故障处均存在应力集中的现象。对应力集中处的结构进行改进与分析,对改进前后的有限元分析结果进行对比,结果表明装载机动臂的工作寿命与可靠性得到提高,说明细节结构设计在强度设计中具有重要作用。     

装载机后车架失效原因分析

新设计的某型号装载机后车架,在做台架试验过程中出现了断裂,针对这一情况,用美国大型有限元分析软件NASTRAN对该结构进行了强度分析.阐述了用有限元法对后车架进行强度分析的建模过程,并对分析结果进行了分析.结果表明,由于后车架设计存在缺陷,从而导致某应力集中处应力过高,而且应力过高点是在焊缝部位,这就更加增大了断裂的可能性,说明后车架存在设计缺陷是导致其断裂的主要原因.针对这一情况,设计了一种新型结构,新结构一方面避免了在关键部位存在焊缝,同时降低了最大应力值.经再一次分析表明,新结构强度比原结构有了很大提高,理论上满足设计要求.在其投入市场以来,新型后车架并未发生断裂现象,从而表明查找出的断裂原因正确,对原结构的修改合理.时也表明所建立的有限元模型适用,分析结果可靠.     

土方机械落物保护结构非线性动态响应的研究

介绍了土方机械落物保护结构的特点及性能要求,采用动力学有限元法对某装载机落物保护结构受到瞬态冲击过程进行计算机仿真计算,研究了土方机械落物保护结构相对于挠曲极限的最大相对位移,并在此基础上将研究范围扩展到对落物保护结构受冲击过程中吸能特性的研究。     

滑移装载机偏载工况工作装置强度分析方法研究

本文介绍了一种滑移装载机偏载工况工作装置强度分析方法,通过构建杆系模型实现对动臂油缸的替代,实现对油缸作用力数值关系的等效,得到了准确的工作装置结构强度分析结果。     

某型越野车油箱支架断裂原因有限元分析

在介绍用有限元法进行零部件结构强度分析的基础上,针对某越野车油箱支架断裂的具体问题,利用通用有限元分析软件HyperMesh9.0,对安装梯形加强板和不安装梯形加强板的两种油箱支架分析有限元模型分别进行静强度分析计算。分析过程中,为了更好地接近实际行驶工况,考虑非线性接触,根据计算的应力结果找出支架断裂的原因,并提出有效的预防措施,为保证零部件的可靠性提供参考,进一步验证用有限元法进行零部件结构强度分析的有效性和重要性。     

Design of high strength steel columns at elevated temperatures

The main objective of this paper is to study the behaviour and design of high strength steel columns at elevated temperatures using finite element analysis. In this study, equations predicting the yield strength and elastic modulus of high strength steel and mild steel at elevated temperatures are proposed. In addition, stress-strain curve model for high strength steel and mild steel materials at elevated temperatures is also proposed. The numerical analysis was performed on high strength steel columns over a range of column lengths for various temperatures. The nonlinear finite element model was verified against experimental results of columns at normal room and elevated temperatures. The effects of initial local and overall geometrical imperfections have been taken into consideration in the analysis. The material properties and stress-strain curves at elevated temperatures used in the finite element model were obtained from the proposed equations based on the material tests. Two series of box and I-section columns were studied using the finite element analysis to investigate the strength and behaviour of high strength steel columns at elevated temperatures. Both fixed-ended stub columns and pin-ended slender columns were considered. The column strengths predicted from the finite element analysis were compared with the design strengths predicted using the American, European and Australian specifications for hot-rolled steel columns at elevated temperatures by substituting the reduced material properties. In addition, the direct strength method, which was developed for the design of cold-formed steel columns at normal room temperature, was also used in this study to predict the high strength steel column strengths at elevated temperatures. The suitability of these design rules for high strength steel columns at elevated temperatures is assessed. Generally, it is shown that the American and European specifications as well as the direct strength method conservatively predicted the column strengths of high strength steel at elevated temperatures. The European Code predictions are slightly more conservative than the American Specification and the direct strength method predictions.     

颗粒离散元方法中黄土强度参数研究

颗粒离散元方法是离散元方法的一种,其研究对象的强度参数确定过程是非常繁琐的,常规方法必须进行数值计算和室内试验的标定。本文基于PFC软件,编写直接剪切试验程序,通过室内直剪试验和模拟试验对比分析,研究颗粒离散元方法中大孔隙,疏松的黄土强度参数。分析得到重力条件、颗粒密度、刚度和模型尺寸效应对强度曲线的影响,其中尺寸效应影响明显,通过多次计算提出了不同尺寸模型的参数换算公式。研究土体抗剪强度粘聚力c和离散元中接触黏结强度bond之间的线性关系,拟合得到二者的计算公式,通过公式可以快速标定得到颗粒离散元方法中黄土的强度参数,这为黄土地区地质灾害的离散元数值分析提供参数基础。     

基于强度折减法的边坡岩土体抗剪强度参数反演

鉴于传统位移优化反分析复杂的数学运算和迭代程序编制,提出了将强度折减法与位移优化反分析法相结合求解边坡岩土体抗剪强度参数。将双参数优化模型转变为单参数优化模型,通过折减系数将位移与抗剪强度参数联系起来,并结合有限元分析、数据拟合、最小二乘法优化,反演边坡岩土体折减系数。通过算例验证了所提方法的可靠性。结果表明:在合理选取初始值的条件下,通过该方法可以求得边坡岩土体抗剪强度参数;该方法不仅避免了复杂的数学计算和迭代程序的编制,还克服了双参数反演时二元线性或非线性回归引起的较大误差。     

Validation of the equivalent plate thickness approach for ultimate strength analysis of stiffened panels with non-uniform plate thickness

The stiffened plate structures in ships and ship-shaped offshore installations often consist of non-uniform plate thicknesses. Nonlinear finite element methods are usually employed to predict structural strength for such panels. However, the introduction of non-uniform plate thicknesses renders such calculations difficult when analytical methods and design equations are used. The authors have suggested an equivalent plate thickness method that is based on the weighted average approach to analyse the strength of stiffened panels with non-uniform plate thicknesses. In the present paper, the validity of the equivalent plate thickness method to the ultimate strength analysis of stiffened panels with non-uniform plate thicknesses is checked through nonlinear finite element method computations. It is concluded that the equivalent plate thickness method is accurate for the panel ultimate strength analysis under combined biaxial compression and lateral pressure loads.     

基于二阶锥规划理论的有限元强度折减法及应用

针对岩土体稳定性问题,常用的方法有极限平衡法和有限元强度折减法等。传统的有限元强度折减法通常需设置很大的最大允许非线性迭代次数(如200或500),计算耗时严重,此外,采用的平衡迭代和应力积分算法可能导致岩土体塑性区计算不够准确,进而影响稳定性分析结果。提出一种二阶锥规划有限元强度折减法,该方法基于Hellinger–Reissner混合变分原理和有限元法,将岩土体弹塑性问题构造成基于有限元框架的二阶锥规划问题,结合强度折减技术来分析岩土体稳定性。将该新方法应用于平面应变岩土体稳定性分析,结果表明:与传统的有限元强度折减法相比,新方法结果可靠,但其计算效率更高,所获得的塑性区更加平滑。     

极限平衡法与有限元法在边坡稳定中的对比

分析了极限平衡法和有限元强度折减法的基本原理,针对同一边坡进行了稳定性分析,分析结果表明:利用有限元强度折减法得出的安全系数与毕肖普法和简布法差值分别为0.288和0.359。     

隧道锚喷参数优选正交有限元强度折减分析

将有限元强度折减法与正交验设计相结合,用于嵩山隧道锚喷支护参数的优化,根据不同参数取值水平条件下有限元强度折减法计算的安全系数优选最佳锚喷支护参数,为工程设计和施工提供了理论指导.     

莱钢产轧制H型钢构件受力性能的理论与试验研究(Ⅳ)H型钢构件轴心受力性能的理论分析

对国产轧制H型钢截面构件进行了轴心受压承载力的理论研究。通过有限元方法 ,对国产轧制H型钢轴心受压构件的极限承载力进行了弹塑性和几何非线性的有限单元法理论分析 ,同时考虑了热轧型钢的残余应力和构件的初始缺陷。计算了 114根国产轧制H型钢轴心受压构件的极限承载力 ,得出国产轧制H型钢轴心受压构件极限承载力的主要公式。提出了便于设计人员应用的轴心受压修正公式。     

有限元强度折减法在加筋土挡土墙中的应用

分析了有限元强度折减法的基本原理，介绍了屈服准则的选择，论述了利用有限元法，通过强度折减求加筋土挡土墙稳定安全系数的过程，并得出了一些结论。     

G550高强冷弯薄壁槽钢受弯构件力学性能与设计方法

为了研究高强冷弯薄壁槽钢受弯构件的力学性能和设计方法,对3种板件加劲形式的G550高强冷弯薄壁型钢槽形截面受弯构件进行了试验研究和有限元参数分析。结果表明,板件加劲形式对高强冷弯薄壁槽钢受弯构件屈曲模式和受弯承载力有显著影响,翼缘V形加劲比腹板V形加劲能够更有效地提高构件抗弯承载力,构件抗弯承载力的变化规律与屈曲模式有关。根据有限元参数分析结果,在已有直接强度法基础上回归出适用于高强冷弯薄壁槽钢受弯构件的直接强度法修正公式。