一种基于ANSYS的塔机连接支座的设计方法

基于基本的力学原理,计算出各耳板处的载荷;通过三维软件Creo建立塔机连接支座的三维模型,并导入有限元分析软件Workbench,通过在各耳板处施加相应载荷,从而得到连接支座整体的应力分布情况,找出危险截面,为塔机连接支座的设计计算提供一种方法。     

卧式容器的计算方法及其与各国规范的差异

一、卧式容器的计算方法卧式容器的设计,除按常规计算筒体、封头外,还应验算支座处的局部应力。此局部应力由于它的作用范围比较大,还不能都应用英国标准BS5500(1983年版)的附录G.2(或WRC107会刊)所推荐的局部应力计算方法。支座处的局部应力的计算方法,在很大程度上取决于支座的结构型式。众所周知,支座型式大致可分为三种:鞍式支座、圈座和支腿式支座。石油、化工装置中的卧式容器多置于两个鞍式支座上。对于鞍式支座支承的卧式容器,看起来受力简单,但山于容器重量和支座反力所引起的局部应力的计算还是很复杂的。目前,关于鞍式支座支承的卧式容器的局部应力的计算方     

浮头换热器管板热应力分析

浮头换热器是工程上应用极广的管壳式换热器,由于浮头端管板与壳体不相连,一般浮头换热器管板设计不考虑温差应力作用。建立了某循环油浆蒸汽发生器管板有限元分析模型,分别计算了在管程压力、壳程压力和温差3种载荷作用下管板中的应力,并考察了管板厚度的影响,结果发现,对于厚管板,由温度载荷引起的管板中的应力甚至大于由压力载荷所引起的应力。因此,虽然是浮头换热器,当管板厚度较厚时,不能忽略温度载荷的作用。     

耳式支座处圆筒局部应力的另外一种计算方法

按照JB/T4712设计的耳式支座,当不能采用许用弯矩进行评定时,除了按标准释义采用AD规范对支座处圆筒局部应力进行计算评定外,提出还可以按照HG20582对支座处圆筒局部应力进行计算,并用AD规范验证了该方法的可行性。     

球形阀体阀颈局部应力的分析与计算

根据ASMEⅧ中提出的壳体上由接管外载荷引起的局部应力按WRC107和WRC297公报进行计算的要求,对球形阀体阀颈的局部应力进行了分析与计算以及应力分类与叠加,并按第三强度理论进行强度校核。     

汽车罐车罐体结构断裂形式分析

针对汽车罐车罐体结构中出现的断裂现象,建立36m3液化石油气半承载式汽车罐体结构(含副车架)三维模型,分析半承载式汽车罐车在典型工况(匀速、加速、减速、转弯)下的受力情况并计算载荷大小,采用有限元法计算汽车罐车典型工况下的应力分布,根据计算结果并结合汽车罐车的运行状态确定结构的断裂形式,罐体结构断裂主要是罐体与连接板焊缝处表面裂纹疲劳扩展引起的。     

3 000 t镁合金压铸机合模结构的数字化设计与研究

以3000t镁合金压铸机为对象，采用有限元建模分析等数字化分析手段探索大型镁合金压铸装备的数字化设计模式。报告基于有限元分析得到的关键受力结构件数字化设计与改进方案。 基于有限元方法的数字化设计和分析的应用关键在于解决计算量问题和计算精度问题，其科学本质是计算可靠性问题。将有限元特征建模理论应用于机械结构数字化分析，以解决计算量与计算精度为出发点，提高有限元分析的可靠性。因而采用特征建模方法，通过建立C0型单元与C1型单元的连接模型，采用约束方程处理复杂接触连接，建立起3 000 t镁合金压铸机关键结构件的结构分析方法。 以3000t镁合金压铸机定型座板(Static Moldboard，SM)、动型座板(Dynamic Moldboard，DM)、合模尾板(Clamping Moldboard，CM),以及哥林柱(Drag Link，DL)所组成的关键受力结构件为对象，建立以Solid45、Solid5和Shell63等3类单元为特征的压铸机受力结构有限元分析模型，解析获得其受力特征和疲劳强度特征。通过有限元结构分析，得到量化的工程结论：现有结构在DM和CM铰耳处局部存在较大程度的应力集中，其强度安全系数较小；CM侧板根部工程运行时的裂纹，其原因在于尾板基板在铰耳位置的载荷作用下发生弯曲，使得压铸机的十字头对侧板产生一个约束所引发的侧板根部的应力集中；DL螺纹牙承载不均匀，且螺纹齿根处存在严重的应力集中；在DL锯齿形螺纹段，螺纹副最大Mises等效应力达到590MPa，经疲劳强度分析证实，不满足无限寿命的疲劳强度要求。     

焊接应力对桥式起重机箱形梁承载能力的影响

箱形梁焊接时要产生残余应力,这对其承载能力主要有两方面的影响:在下盖板的腰焊缝处,载荷弯曲拉应力和残余拉应力叠加产生拉伸塑变而引起下挠;在上盖板的非焊接区,载荷弯曲压应力和残余压应力叠加危害上盖板     

450t/80t吊车舱口板开裂机理研究及对策

以某炼钢厂连铸车间炉前450t/80t铸造起重机为研究对象,针对吊车主梁舱口板过渡圆角处出现裂纹的问题,运用有限元技术对铸造起重机桥架结构进行仿真分析。首先对起重机桥架整体CAE建模,并与实测结果进行对比,验证有限元模型正确后对舱口板最危险的工况进行静应力分析。计算结果表明,舱口板最大应力处即为裂纹所在位置。结合实际观察情况,以有限元计算结果为依据,认为舱口板过渡圆角处的局部应力较大且截面框架薄弱是造成该处开裂的主要原因。最后提出加固方案,由计算结果可知加固效果明显。     

变载荷作用下柔性关节板弹簧的大变形分析与强度计算

提出一种由气缸驱动的柔性机械手关节,关节采用板弹簧作为骨架。板弹簧的变形等效于自由端受特殊变载荷作用的弹性悬臂梁的大变形,其特殊变载荷是一个方向和大小都随气缸压力而变化的载荷。建立了悬臂梁静态变形的微分方程,采用简单的微分计算方法得出不同气缸压力下板弹簧任意位置的变形倾角、变形位移及应力的数值解。绘制其变形曲线和应力曲线,分析板弹簧的变形和应力分布情况,并校核了板弹簧最大应力处的强度。     

道岔侧板变形装置刚柔耦合动力学仿真分析

考虑电动推杆的推力、车辆通过时的离心力以及各构件间的相互作用,结合基于有限元法的柔性体模态计算,建立了轻轨道岔的侧板变形装置的刚柔耦合动力学模型,采用ADAMS软件对该装置进行多体动力学仿真计算,得出各构件的载荷、位移时间历程以及侧板和凸轮组的应力云图,可为道岔侧板变形装置的结构设计提供理论依据。     

双向载荷下威布尔应力参量的研究

以往对双轴断裂的研究多采用线弹性断裂力学参量且限于弹性材料，局部法理论提出了威布尔应力参量，威布尔应力作为度量脆性断裂概率的参量已广泛采用。为研究双向载荷对威布尔应力的影响，文中开发了威布尔应力计算程序并进行考核验证，以威布尔应力为参量，以ASTM A36钢中心裂纹板为研究对象，结合有限元分析方法，研究二维裂纹问题在不同双向载荷比下威布尔应力参量的变化规律，从而得到双向载荷对脆断概率的影响。计算结果表明，平面应力状态下，双向载荷对威布尔应力和脆断概率基本上没有影响；而在平面应变状态下，威布尔应力和脆性断裂概率随双向载荷比增大而增大。     

Vibration of circular Mindlin plates with concentric elastic ring supports

This paper studies the vibration behaviour of circular Mindlin plates with multiple concentric elastic ring supports. Utilizing the domain decomposition technique, a circular plate is divided into several annular segments and one core circular segment at the locations of the elastic ring supports. The governing differential equations and the solutions of these equations are presented for the annular and circular segments based on the Mindlin-plate theory. A homogenous equation system that governs the vibration of circular Mindlin plates with elastic ring supports is derived by imposing the essential and natural boundary and segment interface conditions. The first-known exact vibration frequencies for circular Mindlin plates with multiple concentric elastic ring supports are obtained and the modal shapes of displacement fields and stress resultants for several selected cases are presented. The influence of the elastic ring support stiffness, locations, plate boundary conditions and plate thickness ratios on the vibration behaviour of circular plates is discussed.     

基于ABAQUS的开卷机外支撑结构优化

某型开卷机外支撑底板附近在生产实际中存在压溃现象。为解决该问题,用有限元软件ABAQUS对其进行静态结构分析,发现底板与侧板连接处存在应力集中,前隔板和侧板大部分材料Mises应力小于40 MPa。在此基础上,提出了改善应力集中的结构优化方案,及去除前隔板和在侧板上开孔的减重优化方案,最后采用试验设计法优选孔尺寸参数组合。优化后开卷机外支撑的最大Mises应力刚好达到许用应力,且质量减轻15%。     

Linear and nonlinear buckling analysis of a locally stretched plate

Uniformly stretched thin plates do not buckle unless they are in special boundary conditions. However, buckling commonly occurs around discontinuities, such as cracks, cuts, narrow slits, holes, and different openings, of such plates. This study aims to show that buckling can also occur in thin plates that contain no defect or singularity when the stretching is local. This specific stability problem is analyzed with the finite element method. A brief literature review on stretched plates is presented. Linear and nonlinear buckling stress analyses are conducted for a partially stretched rectangular plate, and various load cases are considered to investigate the influence of the partial loading expanse on the critical tensile buckling load. Results are summarized in iso-stress areas, tables and graphs. Local stretching on one end of the plate induces buckling in the thin plate even without geometrical imperfection.     

顶堆侧取式堆取料机机理分析与设计

对顶堆侧取式堆取料机中的机构及工作状态进行了系统的分析研究,设备的钢架结构主要采用型钢及钢板焊接方式组成,通过堆取料机主要技术参数和载荷分析,建立堆料悬臂钢梁的力学模型进行有限元数值的分析模拟,对应力云图、自振频率等的分析计算,其计算结果针对悬臂钢梁钢结构的受力分布和位移进行分析,获得的技术参数是研制顶堆侧取式堆取料机的主要依据,从而确定悬臂钢梁钢结构的应力的分布,为堆取料机钢结构的合理设计提供了有力保证。     

悬臂式柔性支撑柱面气膜密封力学性能研究

基于三维SolidWorks软件建立柱面气膜悬臂式柔性支撑结构模型,分析柔性支撑结构对柱面气膜密封结构稳定性的影响;采用单向流固耦合的仿真方法,研究悬臂支撑板厚度、支撑结构材料、悬臂支撑数量,以及气膜操作参数转速和压差,对悬臂式柔性支撑结构和浮环的最大变形、最大应力应变有影响。结果表明：随悬臂支撑板厚度增大,平均变形量和平均等效应力减小;随悬臂支撑板数量增加,最大变形量逐渐减小,最大等效应力先增大后减小;研究的铝合金、铍青铜、不锈钢及钛合金4种悬臂支撑板中,不锈钢材料悬臂支撑板的最大变形量最小,承受的最大等效应力最大;随着转速和压差的增加,悬臂支撑板最大变形量以及最大等效应力均逐渐增加。在研究范围内,柔性支撑结构可以减小浮环的变形量,浮环变形量小于最小气膜厚度,保证了密封结构稳定运行。     

Onset and growth of wrinkles in thin square plates subjected to diagonal tension

A corner type constitutive equation is developed using the general quadratic anisotropic yield function. The wrinkling point of square plates subjected to diagonal tension was obtained by the bifurcation and Mindlin type plate theories, in conjunction with the finite element approximation. The growth of wrinkles was traced by a three-dimensional analysis in terms of an isoparametric shell element.

The numerical investigation was performed for the thin plates characterized by Hill's anisotropic yield function. The effects of such material characteristics as yield stress, hardening rate, orthotropy and normal anisotropy on the wrinkling limit and wrinkle height have been clarified.     

重载货车车轮踏面制动辐板热应力分析

采用大轴重货车是解决我国铁路货运能力不足的主要途径之一,然而提高轴重意味着车轮踏面所受的制动热负载将会增大,这可能导致大轴重货车车轮辐板热损伤加剧。因此,有必要通过对不同轴重车轮热应力的对比分析,揭示轴重大小对车轮辐板损伤的影响规律,为制定大轴重货车运行和制动条件提供支持。提出研究此问题的新思路,采用热弹塑性有限单元法,模拟在热处理工艺过程中车轮辐板残余应力分布状况,使得车轮存在仿真制动工况所需的初始残余应力。对重载运煤专线—大秦线全程循环制动进行模拟,计算得到车轮制动功率—时间历程,仿真在此工况下30 t重载货车车轮辐板的温度场和热应力场的分布状况。计算比较21 t、25 t和30 t轴重货车车轮在大秦线全程循环制动中热应力和制动完全结束后的残余应力的变化规律。结果表明,车轮在热处理后,车轮辐板残余应力是不可忽视的。随着轴重的增大,车轮辐板将承受更大的热应力和残余应力。     

槽道板结构的应力分析方法

分析板翅式换热器和微换热器的基本结构,通过引入小挠度薄板理论和弹性支承结构模型,解析计算槽道板结构的弯曲变形和弯曲应力,然后将这种分析法拓展到多层槽道板结构,进而利用有限元方法对其进行对比验证分析.结果表明,应用小挠度薄板理论和弹性支承结构模型分析槽道板结构的变形和应力具有较好的精度,为微小型装置或具有槽道结构设备的应力分析提供一种有效的方法和依据.