起重机销孔拉板的应力分析

港口机械在不同部件之间常用销轴通过拉板连接，常用的拉板受力计算都忽略销孔水平截面上的剪力，而计算方法却偏于保守。本文引人载荷角ａ的概念表明载荷在孔边的分布范围，引入表示水．平截面位移和转角的柔度系数，推荐一种经过实践检验的应力计算方法。     

机械载荷作用下梯度多孔材料圆板非线性力学行为的研究

基于一阶剪切变形圆板理论,应用最小势能原理,推导了梯度多孔材料圆板在径向载荷与横向载荷共同作用时的控制微分方程及边界条件,并将其退化为经典板理论下的结果。利用打靶法求解圆板非线性力学行为的数值解,并根据结果分析了梯度多孔材料的性质、机械载荷及边界条件等因素对圆板非线性力学行为的影响。     

铜铝异种金属板压印连接与接头拉剪载荷研究

采用一种新的塑性成形连接方法--压印连接方法来实现铜、铝合金板的连接,通过拉剪实验研究了连接接头的力学性能,并分析了铜、铝合金板的排列顺序对接头拉剪载荷的影响。实验结果表明,对于铜、铝复合接头,铜板在上时接头具有较高的拉剪载荷(3kN),是铝板在上时拉剪载荷的4.6倍。根据接头失效形式对复合接头进行优化后发现：下层铝板的厚度增大时,接头的拉剪强度略有增大,拉剪过程中的能量吸收明显增大;提高下板材料强度时,接头的拉剪载荷明显增大;铜板作为上板进行压印连接时,失效形式为颈部断裂失效,且接头的拉剪强度较大。     

高压预冷器管板变形原因分析

针对水压试验后管板产生明显变形的高压预冷器,将换热管简化为非线性弹簧单元,通过基于大变形的几何非线性分析方法进行数值模拟,计算出换热管在含接触约束下的非线性失稳载荷,计算结果与水压实测变形数据吻合良好,从而得出换热管在管程试压阶段出现失稳是管板变形的主要原因的结论;并对管板已变形的高压预冷器,在设计工况下进行安全性评估,满足规范要求。研究成果对于优化高压薄管板预冷器设计,具有较好的指导和借鉴作用。     

高参数换热器管板热应力分析模型的研究

常规的管板设计方法是用等效无孔实心板来代替多孔管板,采用比较简单的公式、曲线、图表进行设计计算,但是这些计算无法准确考虑管板温度差引起的热应力。目前常用有限元方法,通过施加温度载荷和对流载荷计算得到管板的温度场,进而求出管板的温差应力,但计算结果的准确性一直是许多研究者关注的问题。采用有限元方法,以U型管式换热器管板为例,分别按给定管板表面温度、给定流体温度和管板表面传热膜系数、包含温度场在内的流固耦合三种分析模型计算得到管板的温度场,进而对比分析了不同模型对管板热应力计算结果的影响。研究结果为管板强度的精确设计提供了借鉴。     

板壳结构弹塑性屈曲问题载荷—位移响应曲线的计算

探讨了板壳结构弹塑性屈曲问题载荷—位移响应曲线的计算方法,对定弧长法进行了深入的研究,并将它与双非线性有限元程序相结合,从而能够求解板壳结构的整个屈曲响应。通过例题的考核,证明了程序的可靠性和有效性。     

非均布载荷作用下矩形板失稳的计算方法研究

为了快速准确求解计算加劲箱梁腹板结构中局部矩形板的屈曲承载力,基于微分求积方法获取非均布载荷作用下矩形板的屈曲承载能力,对传统计算方法中的经验设计公式进行了修正。首先,推导了非均布载荷作用下简支矩形板无量纲屈曲控制微分方程的微分求积计算格式,经与文献解对比验证了微分求积数值解的精确性;其次,建立了包含非均布载荷系数与边长比的参数分析案例矩阵,并给出了传统计算方法解与数值解之间的相对误差值,找出相对误差较大的边长比参数区间;同时,通过离散系数分析评价了不同边长比对应屈曲失稳系数之间的离散程度,找出离散系数小时所对应的非均布载荷参数区间;最后,针对离散系数小时所对应的非均布载荷参数区间,选取边长比参数区间对应所有屈曲失稳系数中的最小值,拟合提出了非均布载荷系数与屈曲失稳系数最小值之间的修正计算方法,并将修正计算方法解、传统计算方法解与数值解进行对比分析验证。研究结果表明：提出的微分求积法数值分析模型求解精度高;以拉为主的非均布载荷系数,传统计算方法解与数值解之间相对误差区间为[-26.65%,-88.99%],不同边长比对应屈曲失稳载荷之间的离散系数区间为[0.18, 0.767]×10<...     

获取固定管板换热器管板一次弯曲应力的一种方法及其应用

利用载荷分解施加,提出一种构建固定管板换热器管板一次结构、获取一次弯曲应力的方法,一次结构中可保留简体对管板转动的有利多余约束.以一台甲醇合成塔为例,结合非一次结构法设计存在的问题,利用所提出的方法进行了有限元设计计算.计算表明,该方法给出的许用载荷与极限载荷分析法给出的许用载荷相当,方法可行.值得注意的是,如果应力评定线位于管板的换热管管孔,应充分考虑换热管与管板孔共节点简化对计算结果的影响,一般可乘以一个合适的应力强度增大系数.     

API 4F规范双载荷路径条文的计算方法研究

分析了双销轴耳板连接的传力机理。结合API 4F规范的规定,提出了双销轴耳板连接的计算方法。针对某实际钻机井架结构,分别采用手工计算和数值计算方法,计算井架关键部位双载荷路径节点的位移、应力,对双销轴耳板连接进行了研究。结果分析表明,API 4F规范关于双载荷路径的有关条文不很严谨,并根据自己的研究结果,给出了双载荷路径连接节点的实用计算方法,并对规范有关条文提出了建议。对石油钻机井架的设计有一定的指导意义。     

航空结构宽板铆接搭接件承载性能数值研究

为研究飞机蒙皮铆接搭接结构的力学特性,基于ANSYS软件建立宽板三排铆钉搭接件的三维有限元分析模型。考虑物面间的非线性接触、铆钉与板孔间的干涉配合、铆钉预紧力的影响,应用非线性有限元法对宽板铆接搭接件在恒定远端拉伸载荷作用下的承载性能进行计算。通过读取沿预设路径的位移分布数据,获得宽板搭接件产生的次弯曲和第三弯曲的变形趋势。从搭接板等效应力云图可以看出,靠近宽搭接板侧缘的沉头铆钉孔周围应力集中比较严重。计算每个铆钉的钉传载荷,获得宽板搭接件铆钉承载的分布规律。在调整铆钉预紧力和钉孔干涉配合量的情况下,给出三排铆钉载荷传递比的变化情况。针对宽板铆接搭接件的力学特性计算分析,可以为后续的搭接件结构多处损伤裂纹扩展和疲劳寿命研究奠定基础。     

考虑几何非线性的变弯度机翼鱼骨结构分析研究

针对变弯度机翼柔性后缘结构的大变形问题,从几何非线性角度,开展变弯度机翼主要变形结构鱼骨形柔性肋的大变形分析研究。建立基于几何非线性的链式梁约束模型的鱼骨结构大变形理论模型并计算变形,与有限元仿真及试验结果对比参考。结果误差证明链式梁比线性理论方法精度更高的反映结构的变形情况。运用链式梁约束模型对鱼骨结构的非线性特性对结构产生的影响进行了分析,大变形时,位移对载荷的变化响应较大,结构稳定性与可控性较弱,所以结构设计功能变形应少占用非线性大变形区域。基于结构非线性特性的影响、轻量化及驱动载荷范围,对柔性鱼骨结构的中心板厚度的尺寸设计提出更为合理的设计方法。     

边界条件对薄壁加筋板压缩稳定性能的影响

应用非线性有限元方法对加筋板的压缩稳定性进行建模数值计算,通过定义加筋板有限元模型中四边节点的约束条件模拟压缩稳定性试验中承载端简支、固支边界条件以及常用的刀口支持、螺栓顶压、夹板夹持等侧边支持夹具,根据有限元计算结果分析承载端和侧边边界条件对加筋板压缩稳定性能的影响。计算结果表明,当承载端边界约束条件为固支时,结构的屈曲载荷与承载能力均比承载端简支时有一定的增加;当承载端简支时,结构的屈曲形式与破坏失效形式随侧边边界约束条件的不同而不同,相比于侧边自由的情况,侧边施加约束可以增加结构的屈曲载荷与承载能力;当承载端固支时,不同侧边边界约束条件下结构的屈曲形式与屈曲载荷基本相同,相比于侧边自由的情况,侧边施加约束可以增加结构的承载能力。     

不同加载方式的齿板应力应变有限元仿真

应用确定性力学方法对破碎机齿板的应力应变进行了有限元仿真研究；为满足齿板应力应变等方面的有限元分析之需要，应用模糊随机理论对颚式破碎机齿板载荷施加方法进行了初步探讨，确定了各齿面的载荷状况；给出了计算结果和有限元仿真结果；齿面载荷的隶属度函数呈钟形分布，表明齿面受力情况为中间大，两边小，反映了齿板的真实受力情况。     

复合材料脱层板的三维非线性有限元屈曲分析

采用降阶积分法对只适合于Ｃ０问题的三维八节等参元进行改造，使之可以用来分析Ｃ１一类问题，并结合非线性有限元法，对各向异性板的受压变形过程进行跟踪，最终得到了脱层损伤复合材料板的局部屈曲载荷。计算结果表明本文所采用的方法是行之有效的。     

线性分布载荷作用下双模量圆板的计算分析

双模量圆板在线性载荷作用下,会形成各向同性的拉伸区和压缩区.可将双模量圆板看成两种各向同性材料组成的层合板,采用弹性理论建立双模量圆板在外载荷作用下的静力平衡方程,利用此静力平衡方程即可确定双模量圆板的中性面位置.建立双模量圆板在外载荷作用下的弯曲微分方程,求得双模量圆板在线性分布载荷作用下的挠度方程.通过算例讨论分析双模量对圆板弯曲变形的影响,得到圆板材料拉压弹性模量相差较大时,其挠度计算不宜采用相同弹性模量经典薄板理论,而应该采用双模量薄板理论的结论.     

拉式中央斜置螺旋弹簧离合器功能分析及负荷特性计算

拉式中央斜置螺旋弹簧离合器因其压紧载荷稳定,分离力小的性能特点,同时具有补偿调节和分离制动功能,在美国重型卡车上得以广泛使用。本文结合开发实例,对该结构离合器零部件展开了质量功能分析,并采用计算赋值描点的计算方法推导了其丝毫不逊色于膜片弹簧的非线性负荷特性曲线。     

基于ANSYS机车牵引杆屈曲分析

实际工程结构中经常存在细长杆受压的形式,需要对其进行屈曲分析。为准确计算屈曲临界载荷,利用有限元软件ANSYS对实际工程结构进行线性和非线性屈曲分析。计算结果表明：有限元软件可对工程结构进行线性和非线性屈曲分析;实际结构由于材料弹塑性能,发生屈曲失稳时,有可能发生塑性变形,降低了屈曲临界载荷,非线性计算结果为线性计算结果的95%左右。对结构进行非线性屈曲分析得出更偏于安全的计算结果。     

几何缺陷对复合材料加筋平板轴压屈曲影响研究

当前的设计准则要求复合材料结构在限制载荷下蒙皮不发生局部屈曲,因此对蒙皮屈曲载荷的准确预测至关重要。设计了三种构型复合材料加筋平板轴压试验件,研究蒙皮在轴压载荷下的屈曲和后屈曲;采用线性特征值有限元方法计算了蒙皮的轴压屈曲载荷;采用多阶屈曲模态线性组合的方式引入初始缺陷,应用非线性方法计算了蒙皮轴压屈曲载荷并进行了缺陷灵敏度分析。计算结果和试验结果对比表明:当前计算蒙皮屈曲的工程方法过于保守,有限元方法可以更准确的计算蒙皮的屈曲载荷;初始缺陷对复合材料平板屈曲载荷有一定影响,其影响大小与缺陷幅值息息相关,不考虑该缺陷,会得到非保守的计算结果。     

集中载荷作用下双模量圆板弯曲计算

双模量圆板在集中载荷作用下发生弯曲变形时,会形成各向同性的拉伸和压缩区。因此,可把双模量圆板看成两种各向同性材料组成的层合板,采用弹性理论建立了双模量圆板在集中载荷作用下的静力平衡方程,利用此静力平衡方程确定了双模量圆板的中性面位置。在此基础上,建立了集中载荷作用下双模量圆板的弯曲微分方程,求得了圆板的挠度表达式。通过算例讨论分析了双模量对圆板弯曲变形的影响,得到了圆板材料拉压弹性模量相差较大时,其挠度计算不宜采用相同弹性模量经典薄板理论,而应该采用双模量薄板理论的结论。     

无人潜水器吊装强度分析计算

在无人潜水器的吊装过程中,其直接受拉舱段和连接部件的强度是需要重点考虑计算的。给出了无人潜水器吊装强度分析的有限元数值分析和理论计算方法。首先利用建立质量点和刚性区域的方法对无人潜水器的起吊舱段进行了有限元分析,给出了边界条件施加方法和载荷计算方法,得到了指定起吊载荷下直接受拉舱段的应力应变分布,并根据分析结果找到了受力薄弱部位;再利用理论计算方法,对舱段连接处环形分布的受翻转力矩的螺栓组进行了受力分析和强度校核。