销轴连接结构的接触应力分析

销轴连接结构是工程中最为常用的一种传力结构,对其进行细致的接触应力分析,研究各参数对接触应力大小和分布的影响,对此类传力结构的设计与应用显得尤为重要。该文以佛山东平大桥为例,在验证有限元模型接触参数设置的基础上,计算东平大桥在竖转脱架状态下销轴连接结构的接触应力,计算结果与实测结果相比,基本反应了接触应力的大小和分布,证明了有限元模型的可靠性。在此基础上,研究了提升力大小、材料本构关系等参数对销轴连接结构接触应力大小和分布的影响,得到以下结果:材料本构关系和提升力大小的选取是影响销轴连接结构接触应力大小和分布的关键因素;接触区域的摩擦因数对计算结果几乎无影响。     

润扬大桥悬索桥北锚碇基础接触应力仿真分析

针对润扬大桥悬索桥北锚碇基础的浇筑施工、运行过程，基于大型有限元分析软件Marc进行二次开发，建立了锚碇基础和土体共同作用的三维有限元仿真计算模型。考虑锚碇基础浇筑过程中地下水位改变引起基底水压力的变化对锚碇基础接触应力分布的影响，对锚碇体浇筑到运行的全过程进行了仿真数值计算，揭示了岩层地基上悬索桥重力式嵌岩锚碇基础接触应力在施工到运行过程中的变化规律。工程实例数值计算结果表明，在不同施工浇筑阶段，尽管锚碇基础不同部位的接触应力呈现出不同的变化特征，北锚碇基础在施工到运行全过程中基础接触应力总体满足设计要求。     

塑料容器与金属盖的过盈密封结构设计及有限元分析

目的 为研究包装容器的过盈密封性能，设计一种塑料容器与金属盖的过盈密封结构，研究其过盈量与材料属性（弹性模量、泊松比和摩擦因数）对容器密封性能的影响。方法 制定包装容器的结构设计方案，使用UG软件对塑料容器与金属密封盖的过盈联接结构进行三维建模。将接触部位过盈联接的力学模型模拟为圆筒的过盈配合模型问题，并进行理论计算，利用Ansys软件进行仿真验证。最后使用Ansys Workbench创建金属密封盖工作状态下的三维轴对称有限元分析模型，并对不同过盈量与材料属性下的接触应力进行比较。结果 金属密封盖与瓶口的接触应力随安装过盈量的增大而逐渐增大，且接触压力值与安装过盈量之间近似呈线性关系。弹性模量的改变对接触应力的影响较不明显，同时最大接触应力的变化趋势随弹性模量的变化而平稳增长。泊松比与摩擦因数对过盈联接的接触应力影响较小，接触应力数值随其参数的改变而发生波动。结论 在不超过材料屈服强度的条件下，应选用尽可能大的过盈量，同时可以适量增大弹性模量，以增强塑料容器与金属盖之间过盈联接的密封性能。     

随机短纤维复合材料层与刚性平面的滚动接触特性研究

借助于Eshelby等效包容理论及粘弹性基础假设，对随机短纤维增强复合材料层与刚性平面的滚动接触问题进行了理论研究，分析了短纤维长径比和体积分数对滚动接触特性的影响，数值结果表明，滚动接触宽度和滚动摩擦系数均随纤维长径比和体积分数的增大而减小；等效接触应力分布不对称，最大等效接触应力随着纤维长径比和体积分数的增大而增大...     

球笼式等速万向联轴器强度设计缺陷的回归辨识

复杂机械产品零部件的强度受多因素影响,且这些影响因素与零部件强度之间的关系非常复杂,常常难以建立其解析的数学模型,这给复杂机械产品零部件强度设计缺陷的辨识带来了困难．以球笼式等速万向联轴器为研究对象,将其内外沟道的接触应力作为强度判断的依据,将历史设计方案中影响零部件接触应力的设计参数作为因变量,建立接触应力与各相关影响因素的回归方程,通过拟合后的回归方程分析各因素对内外沟道强度的影响程度,计算出各影响因素的最大拟合误差值．将新设计方案中影响零部件接触应力的设计参数代入回归方程,求得参数设计值与回归方程的输出值之间的差值,将此差值与回归方程最大拟合误差值进行对比分析,辨识出球笼式等速万向联轴器设计中存在的强度设计缺陷,有效提高了设计质量和效率．     

接触应力和高温环境对Inconel 690合金微动疲劳寿命的影响

核电设备中的蒸气发生器传热管材料Inconel690合金在高温高压力下易发生微动而影响其使用寿命.在Instron 8850动态疲劳试验机上采用自制的微动疲劳装置,研究了Inconel 690合金钢与同种材料对摩时的微动疲劳特性,重点考察了接触应力与环境温度对其微动疲劳寿命的影响.结果表明:当接触应力较小时,微动桥压块与试件表面间有相对滑动,微动运行于滑移区,且微动疲劳寿命随接触应力的增加快速下降;当接触应力超过80 MPa后,微动运行于混合区,当接触应力在120 MPa左右时微动疲劳寿命达到最低值;而随着接触应力的继续增大,微动由混合区向部分滑移区转变,疲劳寿命呈上升趋势;环境温度的升高加速了微动接触界面的氧化并可导致疲劳寿命下降;当温度超过300℃时,微动疲劳寿命接近最低值且不再随环境温度的增加而发生明显下降.     

基于统计分析的等离子喷涂层接触疲劳寿命和失效模式

在不同应力水平下考察等离子喷涂镍基合金涂层的滚动接触疲劳寿命和失效模式。以R-3.1.1软件为平台,采用统计分析方法(方差分析、回归分析、判别分析等)对其进行分析和讨论。结果表明:涂层的滚动接触疲劳寿命呈正态分布;随着接触应力的增加,涂层的均值寿命和方差都减小,并且疲劳寿命的分布更加集中;方差分析表明,接触应力对涂层的滚动接触疲劳寿命有显著性影响,且寿命均值与接触应力具有高度的线性相关性;建立了涂层失效模式的判别准则,当指定接触应力和疲劳寿命时可以预测涂层的失效模式,且预测正确率在65%以上;疲劳寿命对失效模式的累积贡献率明显高于接触应力对失效模式的累积贡献率,因此疲劳寿命是决定涂层失效模式的主要因素。     

边缘效应对凹坑织构接触应力的影响

边缘效应是引起织构表面应力集中现象的主要因素之一,织构的摩擦学性能与受载时织构边缘的最大应力密切相关。本文通过有限元分析了凹坑织构在初始和稳定摩擦阶段的静态接触应力分布,研究了在不同摩擦状态下边缘效应对织构表面接触应力的影响。为降低织构的边缘效应因素,同时计算了具有圆弧过渡边缘织构表面的应力分布。计算结果表明,织构最大接触应力趋势与摩擦系数的变化呈正相关,边缘圆弧过渡可显著降低织构的最大应力。     

基于统计分析WC-15Ni添加对NiCrBSi涂层接触疲劳寿命的影响

离散性是涂层接触疲劳寿命分布的显著特点,难以采用某一确定的寿命值来描述涂层的接触疲劳寿命。因此采用统计分析方法来处理离散的接触疲劳寿命数据并揭示WC-15Ni添加对NiCrBSi涂层接触疲劳寿命的影响尤为重要。该文采用等离子喷涂技术制备NiCrBSi涂层和NiCrBSi/WC-15Ni复合涂层,并在不同接触应力水平下考察这两种涂层的滚动接触疲劳寿命。采用统计分析的方法(正态性W检验、t检验、方差分析、回归分析等)研究WC-15Ni添加对NiCrBSi涂层接触疲劳寿命的影响。结果表明:这两种涂层接触疲劳寿命都服从正态分布;在较高的接触应力水平下,两种涂层的接触疲劳寿命分布相当,但是复合涂层的接触疲劳寿命分布更加集中;在较低的接触应力水平下,复合涂层的接触疲劳寿命要显著高于NiCrBSi涂层,并且寿命分布也更加离散;方差分析结果表明两种涂层承受的接触应力对其接触疲劳寿命都具有显著影响,但接触应力对复合涂层的寿命影响更为显著;回归分析表明两种涂层的接触疲劳均值寿命与接触应力具有高度的线性相关性,但复合涂层的接触疲劳均值寿命随着接触应力的增加而降低的程度更为显著。     

Q235钢基体LZAS微晶玻璃/Y-TZP梯度涂层接触应力的数值模拟

运用有限元软件对Hertz接触状态下Q235钢基体LZAS微晶玻璃/Y-TZP梯度涂层的接触应力进行了分析。讨论了梯度层厚度、梯度层层数和物性参数渐变方式(3Y-TZP体积组分差)对涂层接触应力分布情况的影响。结果表明:涂层的径向接触应力和Mises应力的最大值位于接触中心处,最大剪切应力则位于涂层表层下方靠近接触中心处;涂层表面径向应力、整体最大Mises应力和涂层/基体界面剪应力与涂层的层数、厚度以及3Y-TZP体积组分差均有密切关系。     

水机运流面的粒子冲蚀强度分析与缓冲涂层试验

本文分析了水机过流面受粒子冲蚀过程的表面接触应力，讨论了表面材料特性对应力水平的影响；指出粒子入射速度0.65m/s左右时碳钢表面即发生屈服，采用弹性缓冲涂层可降低应力两个量级，文中同时介绍了这种缓冲涂层的结构和应用效果。     

基于接触应力优化的摆线轮修形设计

对摆线轮进行合理的修形能够极大改善RV（rotary vector,旋转矢量）减速器的传动性能和承载能力。为了进一步优化“反弓”齿廓的接触应力,在综合分析组合修形对反弓齿廓啮合力和接触应力的影响的基础上,提出了一种两段修形方法。该方法是将摆线轮齿廓分成2段,并根据需要对不同工作段的齿廓采用不同的修形量,以更灵活地设计摆线轮的齿廓。以RV-40E减速器为例,先利用MATLAB软件建立摆线轮受力分析模型,并按照两段修形方法确定新齿廓的修形量和方程;再利用ANSYS软件建立摆线轮与针齿接触的有限元模型,并对比新齿廓与反弓齿廓的接触应力。理论计算结果显示,新齿廓的最大接触应力降低了8.34%;有限元仿真结果显示,新齿廓的最大接触应力降低了4.39%,并分析了可能的误差来源。研究表明,两段修形方法可以改善摆线轮齿廓的接触应力和延长摆线轮的使用寿命,这为摆线轮的修形设计提供了一定的参考。     

套片式翅片管机械胀接接触热阻分析与模拟优化

本文采用有限元模拟方法,得到了套片式翅片管换热器机械胀接的翅片与基管间的胀后节点接触应力分布。提出模拟的总体接触应力并不是节点接触应力算术平均的观点和总体接触应力的计算式。通过对套片式换热器试件进行传热性能实验,获取了翅片与基管之间的接触热阻数值,由模拟计算的总体接触应力与实验接触热阻数值,计算两者的关联式。采用有限元模拟方法预测各种胀接量下的总体接触应力及最优的胀接尺寸,利用弹塑性理论计算对比模拟计算进行验证。结果发现,材料弹塑性理论计算结果与模拟计算结果的相对偏差为7. 3%,偏差较小,证明两者均具有效性。     

滚子摆动从动件盘形凸轮的设计及优化

 针对某光学系统要求,对滚子摆动从动件盘形凸轮的设计和凸轮滚子间接触应力与机构体积的综合优化方法进行了研究.根据设计要求,通过Matlab软件,用解析法获得凸轮理论廓形曲线,采用赫兹公式对得到的凸轮曲线进行接触应力分析,建立接触应力和机构体积综合优化的数学模型,通过优化使得最大接触应力由198 MPa降至176 MPa,下降了11%,同时机构体积下降了50%,使机构更好地满足了使用要求和小型化的要求.     

大型多支承回转窑托轮偏斜接触有限元分析

针对回转窑托轮偏斜对接触区应力分布的影响,运用赫兹接触理论,推导出托轮与滚圈最大接触应力比与托轮偏斜角的关系;采用有限元方法计算某支承结构托轮平行与呈最大偏斜角时的接触问题,得到支承部件接触应力和等效应力应变分布情况,并得出滚圈和托轮的危险易损部位;为回转窑的轴向调控提供了有效的理论依据。     

三维轧制问题接触应力的数值分析

本文采用修正刚塑性有限元法计算了三维轧制问题的接触应力,并分析和讨论了不同长高比时接触应力沿轧件纵向和横向的分布情况。计算结果与实验结果相吻合。     

齿面粗糙纹理方向对齿轮润滑效应的影响

 不同的机械加工方法会形成相异的表面粗糙纹理.为了探析不同粗糙纹理对齿轮传动润滑效应之影响,基于实际测量所获得的一系列粗糙度数值,进行了45组数值计算.计算结果显示：当粗糙度均方根值σ≤0.15 μm时,粗糙度对齿面油膜厚度与接触应力影响甚微;当σ>0.15 μm后,随着σ的增大,纵、横向纹理粗糙齿面接触应力均呈线性规律增加,但前者的接触应力始终大于后者.尤其是当σ≥0.55 μm时,与光滑齿面相比,纵、横向纹理粗糙齿面接触应力分别增大90%和80%;与此同时,纵向纹理膜厚值减低40%,而横向纹理膜厚值增大80%以上.在此基础上,针对纵、横向两种粗糙纹理齿面,分别建立了轮齿接触应力与齿面粗糙度之间的回归方程.最后,给出了横向纹理粗糙齿面的润滑效果要优于纵向纹理粗糙齿面的研究结论.     

印刷机偏心滚子轴承接触应力与变形仿真分析

目的对偏心轴承接触应力与滚子静、动态变形进行研究,得到接触应力与变形和结构与工况因素的关系。方法在Hertz线接触与弹流润滑理论下,建立滚子接触应力模型及静、动态滚子间接触变形的关系模型,利用有限元软件Ansys仿真计算。建立静、动(润滑与转速)态下滚子变形之间的关系公式,分析印刷机偏心双列圆柱滚子轴承的接触应力与变形及相互关系。结果滚子与内外套圈的接触应力均随径向载荷的增大而增大,滚子与内套圈的接触应力大于滚子与外套圈的接触应力;滚子的总接触变形量与径向载荷呈正比关系,滚子的内外接触应力与滚子的总接触变形量也呈正比关系;滚子的边缘出现应力集中,须用设计凸度的方法降低,从而更好地提高偏心轴承的整体性能。结论根据接触应力与变形的关系,可为偏心轴承的设计与优化提供理论依据。     

不均匀飞机轮载作用下沥青道面结构力学响应

为了研究不均匀飞机轮载作用下沥青道面结构力学响应，基于机轮条纹状接触面积假设和轮胎花纹，确定了轮胎的竖向应力函数，再结合已有研究确定了轮胎的纵、横向接触应力，计算获得了A380-800,B747-400,B777-300ER三维非均布接触应力；基于三维有限元分析模型，得到飞机三维非均布轮载作用下的道面结构力学响应，并分析了三种机型的力学响应的差异。研究结果表明：在三维非均布荷载作用下沥青道面的力学响应大于在均布竖向荷载下的力学响应；荷载的不均匀性对于沥青道面力学响应的影响沿沥青道面面层向土基逐渐减小；在三维非均布荷载作用下，沥青道面的力学响应受飞机的最大滑行质量、起落架构型、胎压、机轮个数等因素影响；随着沥青混合料模量增大，各力学响应参数的变化率也逐渐减小。     

空间相机支撑框架的预埋件仿真及应力研究

针对在支撑框架上安装预埋件产生的应力问题进行了研究。预埋件通过过盈配合与支撑框架进行联接，并在预埋件上制作销孔。采用接触分析技术和单元生死技术，分析了过盈配合产生的接触应力。采用均匀试验设计方法、最小二乘法和优化方法，获得了过盈量在多个水平下产生的应力，并确定了最大过盈量。分析表明，当预埋件直径为12 mm，销孔直径为6 mm，接触应力限制在1/4倍的材料强度时，过盈量为10.5μm。本文为类似问题的分析和解决提供了方法上的参考。