基于压边力的无凸缘U形件拼焊板回弹及控制研究

采用固定压边间隙法获得恒定压边力值,对具有纵向焊缝的拼焊板在不同压边力作用下的回弹特性进行研究,并与光板对比;将正交试验设计和有限元软件相结合的方法应用到无凸缘U形件成形过程中,对成形过程中的变压边力形式进行了优化设计。结果表明,拼焊板及其光板的回弹随着压边力增加先增加后减小,压边力小时,拼焊板回弹介于对应的两光板之间,随着压边力增加,拼焊板回弹量在对应的光板之上。采用经优化设计的变压边力,拼焊板及其光板回弹与恒定压边力时相比明显减小,回弹控制效果好。     

力-位移分控多点成形球面回弹的数值模拟

回弹是影响成形件质量的主要因素之一,是板材冷冲压成形必须解决的问题。以球面为例,采用显-隐式算法模拟力-位移分控多点成形在成形球面时的回弹现象。显示算法模拟成形加载过程,隐式算法模拟卸载回弹过程。对不同成形参数下的球面进行回弹数值模拟,分析回弹的影响因素。     

半移置带式输送机关键部件焊接工艺研究

选取半移置带式输送机的滚筒、主滑撬为研究对象,对主滑撬的整体组焊、拼焊工序及焊接滚筒时的引弧板安装位置、开坡口等焊接工艺进行研究。结果表明:拼焊、整体组焊的焊接工序有效地提高了主滑撬的焊接质量,并能够解决主滑撬单独组焊变形问题;滚筒的焊接工艺解决了滚筒在焊接过程中焊缝出现咬边、产生气孔等问题。     

两向不等压巷道围岩塑性区近似解及数值模拟

针对两向不等压巷道围岩塑性区的解析问题,使用应力构造法求解时,巷道围岩塑性区以外的弹性区应力被主观地认为与围岩弹性应力状态下的应力在形式上一致。这虽然明显不合理,但在侧压系数为1的某个邻域内,应力构造法的准确度较高;只是在该邻域以外,其仅能确保围岩水平(或竖向)轴上塑性区半径的精度,其余位置并不准确,甚至偏差很大。同时,以侧压系数为1的特例为基准,将依据近似隐式法得到的围岩塑性区半径与基于成熟轴对称平面应变理论的相应解析解进行对比,可以发现前者存在较大理论误差。为改进上述不足,以应力构造法为基础确定围岩水平(或竖向)轴上塑性区半径;再结合近似隐式法能够较好反映塑性区形态一般变化规律的优势,以近似隐式法为基础确定塑性区的形状;最后,依据相似原理,相对准确地给出了两向不等压巷道围岩塑性区的近似解析范围。将该理论应用于工程实例的分析计算,并以数值模拟结果为基准就各算法的准确性问题进行了对比分析,结果表明:上述算法不仅消除了近似隐式法在侧压系数为1时的理论误差;还克服了应力构造法无法反映塑性区一般形态变化规律的缺陷。该算法与数值模拟的结果比较接近,可代替数值模拟进行两向不等压巷道围岩塑性区的近似求解。     

预热对集装箱用异种铝合金管-板焊残余应力的影响

为降低铝制集装箱中异种铝合金焊的残余应力,采用预热方法对A356铝板和6061铝管进行熔化极惰性气体保护(MIG)焊接,利用ABAQUS有限元软件进行预热焊接模拟,分析不同预热温度及电流条件对残余应力及其分布的影响。结果表明,焊缝及近缝区存在较大的径向和周向残余拉应力,有限元模拟的应力分布与实测值基本吻合,验证了焊接模拟的有效性。施加焊前预热可小幅降低径向应力和轴向应力,但使焊件变形量增大。焊前预热并减小焊接电流可减缓母材升温及冷却速率,减小焊件不同区域温差,有效降低各向残余应力及焊件的变形程度。预热温度越高,残余应力降低越多,预热温度150 ℃时,相对未预热焊接样品的残余应力和变形量最大降幅可达40.8%和20.3%。     

X100管线钢四丝埋弧焊温度应力场的数值分析

采用ANSYS有限元软件,对X100管线钢的四丝埋弧焊的焊接温度场和应力场进行了模拟,研究了焊接电流、焊接速度、焊丝间距对焊接温度场和残余应力分布的影响。计算结果表明,当每根焊丝的电流增加50 A时,焊接温度场的峰值温度增加135 ℃,焊接热循环的冷却速度略有下降;当焊接速度从0.72 m/min增加到0.84 m/min时,焊接温度场的峰值温度下降183 ℃,焊后冷却速度明显增加;当焊丝间距由30 mm增加到50 mm时,焊接温度场的峰值温度下降189 ℃,焊后冷却速度增加。焊接电流增加50 A时,焊接残余应力水平略有增加;而增加焊接速度和焊丝间距时,残余应力峰值水平下降。     

模具入口结构参数对长花键轴挤压齿向误差影响的研究

传动轴花键长达到130 mm,长花键轴挤压齿向误差影响装配精度,易出现批量废品。齿向超差主要受模具入口结构参数影响,研究模具入口结构参数对影响齿向精度的规律有重要的意义,可主动控制模具制造精度以达到提高齿向精度的目的。以传动轴花键挤压为例,通过模拟仿真和实际挤压实验优化研究模具入口端结构参数,找到入口端圆角大小变化和圆角不均匀程度变化对齿向精度的影响规律,为提高长花键轴挤压齿向误差控制提供了理论依据。     

基于动态加速度显式数值流形法的边坡稳定性分析

为增强数值流形法（Numerical Manifold Method，NMM）处理大规模非线性动力学问题的精度，借助显式积分算法在处理大规模非线性问题方面的优势，同时延续NMM可在同一计算架构下处理连续—不连 续问题的特点，提出了动态加速度显式数值流形法。定义加速度在单个时间步长内呈线性变化，推导了动态加速度显式积分算法公式，并进行了动态加速度显式数值流形法稳定性测试，最后将该方法应用到某露天矿 岩质边坡稳定性分析中。研究表明：当程序运算总时步数越多，块体数目越多时，动态加速度显式数值流形法相较于传统NMM的优势越明显，进一步印证了该方法在处理大规模非线性动力学问题的可行性。露天矿边坡 失稳模式为中上部推移式滑坡，考虑到滑坡体厚度约为30 m以及滑坡体的实际状况，推荐采取对滑坡体及失稳面进行注浆加固的方式，增强其自承载能力来提高其稳定性，进而也可支撑滑坡体后方边坡。     

基于动态加速度显式数值流形法的边坡稳定性分析

为增强数值流形法（Numerical Manifold Method，NMM）处理大规模非线性动力学问题的精度，借助显式积分算法在处理大规模非线性问题方面的优势，同时延续NMM可在同一计算架构下处理连续—不连 续问题的特点，提出了动态加速度显式数值流形法。定义加速度在单个时间步长内呈线性变化，推导了动态加速度显式积分算法公式，并进行了动态加速度显式数值流形法稳定性测试，最后将该方法应用到某露天矿 岩质边坡稳定性分析中。研究表明：当程序运算总时步数越多，块体数目越多时，动态加速度显式数值流形法相较于传统NMM的优势越明显，进一步印证了该方法在处理大规模非线性动力学问题的可行性。露天矿边坡 失稳模式为中上部推移式滑坡，考虑到滑坡体厚度约为30 m以及滑坡体的实际状况，推荐采取对滑坡体及失稳面进行注浆加固的方式，增强其自承载能力来提高其稳定性，进而也可支撑滑坡体后方边坡。     

基于ANSYS Workbench的曲轴圆角形状及其下沉量的研究

以某柴油机曲轴为研究对象,利用ANSYS Workbench软件计算分析了曲轴采用光滑圆角时的应力分布,通过改变圆角的形状、半径及下沉量的大小,分析对曲轴强度的影响,从而为圆角滚压工艺选取曲轴圆角参数奠定了理论基础。     

连铸中间包焊接残余应力数值模拟

使用有限元法模拟了中间包焊接残余应力分布,结果表明,中间包焊接后在焊缝位置形成了较大的残余应力,残余应力峰值约672 MPa,已经达到材料屈服极限; 在中间包吊耳和背部应力集中较为明显,说明在这些位置焊接裂纹倾向较大; 在中间包背部,焊接残余应力关于中间包中面近似成对称分布,在中部和两侧焊缝残余应力最高,等效应力可达约400 MPa,而其他焊缝残余应力相对较低,等效应力约300 MPa; 中间包侧面吊耳与钢板连接处焊缝出现了较大的应力集中,等效应力最高可达约450 MPa。     

单位压边力对金属板材成形性能的影响

运用数值模拟方法分析金属板材成形,得到在不同压边力作用下的应变曲线图和有限元网格变形图。模拟分析结果与生产实践基本吻合,从而为快速有效地确定压边力对板材成形极限与表面质量的影响,验证模具设计的精确性,降低模具设计成本和缩短模具设计周期提供了一种可实施的手段。     

磨机筒体盖面层焊接温度场、应力场三维有限元分析

焊接过程温度场、应力场一直是人们所关注的问题之一。本文采用相似准则，利用有限元法对磨机筒体最后一道盖面层焊进行分析。在热分析中采用Gauss分段移动热源模型，考虑了材料热物理和力学性能参数与温度的非线形关系，建立了焊接过程的物理模型，依据给定的焊接工艺参数，应用ANSYS软件实现了盖面层焊的三维动态模拟，得出了焊接温度场和残余应力的大小和分布规律。     

钢筋网焊机自动生产线的实时控制

在网焊机自动化生产线的研制中,由于点焊控制器、自动上料机构中焊点总数多、驱动路数多、网格间距小、运行速度快,因而对控制系统的实时性提出了较高要求,用工控机与单片机、PLC组成的网焊机控制系统,在软、硬件实现上采取多种方案有机结合,实现了网焊机生产线的高速实时控制。     

振动筛筛箱模态特性分析及动强度校核

在总结工程经验,综合分析振动筛系统的基础上,采用三维软件建立了振动筛筛箱的参数化有限元模型,并讨论了建模中的问题。对振动筛筛箱进行模态分析,获得了筛箱前14阶固有频率和对应的主振型。对振动筛筛箱进行谐响应分析,确定了筛箱各结点处位移、动应力分布规律。根据仿真结果,进行了振动筛筛箱的动刚度及动强度校核。结果表明,所建立的有限元模型能较好反映筛箱的实际结构特点,可以满足应力分析的要求。由模态分析看出,筛箱固有频率和工作频率不重合,因此在工作中不会产生共振。由谐响应分析得出,动刚度及动强度满足设计要求。本研究为振动筛的大型化、重型化设计提供了理论依据。     

经验模态分解(EMD)法在锚固无损检测中的应用

提出一种基于改进的经验模态分解(EMD)锚固动测信号处理方法。EMD法能将信号中不同尺度的波动和趋势项逐级分解开来,具有自调节自适应的特征,能在时频域内描述非平稳非线性信号的局部特性。基于改进的EMD算法,实现应力波反射法锚固动测缺陷信号的分离与诊断,消除了由实测信号直接读取反射波特性所存在的误差,具有较好的准确性和灵活性。模型试验结果表明,该法简单、有效,并具有较高的分析精度。     

提高结构疲劳性能的工艺探讨

基于结构疲劳破损的机理和发生过程 ,提高结构的疲劳强度首先要靠构造细节设计适当 ,正确选用零件连接方式和焊缝形式 ,防止焊接变形受到的约束及由此产生的应力。在焊后采取进一步的工艺措施来缓和应力集中 ,或是在构件表层形成压缩残余应力。同时需要对制造和安装过程提出合理要求以保证施工质量 ,防止因施工不当而影响结构的承载能力。