基于极限状态设计法的桥式起重机金属结构设计

传统的许用应力法采用单一的安全系数考虑结构所受的载荷、结构所用材料强度的不确定性对结构安全度的影响,难以处理在不同载荷作用下不同工况起重机结构的安全度问题。为使结构更加合理和发挥材料性能,采用基于概率论的极限状态法设计桥式起重机桥架结构,根据对结构最不利的作用情况,将可能出现的载荷进行合理的组合,计算基于极限状态法的各种载荷。结果表明:该设计更加合理,可以节省一定的材料。     

基于GB／T3811-2008的大跨度桥式起重机主梁校核

针对某大跨度桥式起重机的主梁结构,采用许用应力法和极限状态法进行了跨中截面强度校核,计算结果表明2种方法都是合适的,但极限状态法计算得到的最大应力值稍大,与许用（极限）应力值相比,其设计富裕度更大,设计更安全。     

基于许用应力法和极限状态法的架桥机主梁校核

目前起重机金属结构设计采用许用应力法和极限状态法两种方法并行。文中在阐述许用应力法和极限状态法的原理和特点的基础上,针对某型桁架式架桥机主梁,应用许用应力法和极限状态法分别对主梁结构进行强度校核,之后现场实测主梁应力值,分析结果表明相比许用应力法,架桥机桁架式主梁使用极限状态设计方法校核时,富余量较大。     

基于极限状态法的双梁门式起重机金属结构设计

利用极限状态法通过分项载荷系数充分考虑载荷的重要度、通过抗力系数充分考虑材料的承载度,可更好地反映结构实际承载能力的特点,结合计算机辅助设计,对双梁门式起重机金属结构进行变量化设计,提高了设计效率,缩短了设计周期,提升了材料的利用率。通过计算结果对2种方法进行比较,说明在相同的参数下,极限状态法更优于许用应力法。     

机械强度可靠性设计理论及方法

机械零件常用的强度计算法有:按工作状态最大载荷进行静强度计算;按非工作状态最大载荷及特殊载荷(安装载荷、运输载荷及冲击载荷等)进行静强度验算;对所受变载荷作用的机械零件,当应力变化循环次数足够多时,应按工作状态正常载荷(等效载荷)进行疲劳强度计算。长期以来均采用许用应力法计算,其强度条件式为:     

大长细比起重桁架臂非线性稳定性分析

针对大长细比起重桁架臂结构稳定性问题,以VS2012为开发平台,利用C#编制大长细比起重桁架臂结构稳定性多理论计算软件,研究4种设计理论和方法(线性理论许用应力法、非线性理论许用应力法、线性理论极限状态法和非线性理论极限状态法)的适用性与科学性,通过对比这4种方法的广义裕度获得最优理论和方法。结果表明:在满足臂架稳定性条件下,非线性理论极限状态法具有最小的广义裕度,材料的利用率最高,表明基于小位移假定的线性理论不适宜大长细比起重桁架臂结构的稳定性设计计算,而非线性理论极限状态法则更适合载荷与内力呈非线性的大长细比起重桁架臂结构场合,计算结果更贴近结构实际状态。     

基于防止塑性垮塌的多晶硅还原炉底盘结构安全性评估

针对多晶硅还原炉底盘支撑结构的应力分析问题,基于JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准》(2005年确认)中的弹性应力分析法以及ASMEⅧ-2中的极限载荷法和弹塑性分析法,开展了底盘支撑结构的应力评定。同时,计算了极限载荷法和弹塑性分析法框架下该部件的承载能力。结果表明,采用弹性应力分析法、极限载荷法以及弹塑性分析法评估时,底盘支撑结构均满足强度要求。但是,基于弹性应力分析法所得到的设计结果过于保守,而极限载荷法和弹塑性分析法可以大幅降低设计的保守度。     

板翅式换热器封头许用接管外载荷计算方法及应用

分析了板翅式换热器封头接管外载荷产生的原因和进行许用接管载荷计算的必要性。通过对组合极限接管载荷分量相互关系的分析,提出了接管载荷强度验算简化公式和以壳结构有限元应力分析为基础的许用接管载荷计算方法。以某封头为例,分析了接管载荷对封头强度的影响规律,给出了许用接管载荷计算过程和结果。通过对许用接管载荷计算方法及算例的分析表明,提出的方法是可行的,可有效解决封头接管载荷强度设计问题。     

极限载荷法计算离心通风机叶片应力

本文通过对塑性材料弯曲变形规律的分析，确定了塑性梁达到危险状态的最大载荷，即极限载荷。并以此为依据计算塑性叶的最大应力，结合风机自身性确定了安全系数，并与许用应力法进行了比较。     

复合材料工字梁铺层结构设计及强度研究

根据复合材料层合工字梁的结构特点,基于经典层合板理论和最大应力强度准则,用MATLAB软件编程设计了复合材料工字梁缘条和腹板的铺层结构。建立了基于工艺的3种工字梁铺层结构有限元模型,分析了静载荷作用下3种铺层结构的应力状态。给出了典型铺层的应力云图。计算了复合材料层合结构材料主方向应力,使用最大应力强度准则,给出了线性状态下3种不同铺层结构工字梁的极限载荷。有限元分析结果与经典层合板理论计算结果进行了对比。分析表明:1)工字梁铺层采用内C形连接和L形连接时极限载荷高于理论设计载荷,外C形连接的极限载荷低于理论值,3种铺层方式极限载荷误差都在9%以内,与理论值基本吻合;2)有限元分析结果显示初始损伤均发生在工字梁下缘条45°铺层中,损伤模式为基体断裂;3)工字梁结构极限载荷主要取决于基体强度;4)工字梁发生破坏的截面位于其固支端;5)所建立的基于经典层合板理论的工字梁设计方法和工字梁有限元分析模型是正确可靠的。     

承受轴压的X管节点极限荷载有限元分析

采用有限元法分析轴力作用下X管节点所能承受的极限荷载。在对X管节点进行数值模拟的时候,考虑焊缝对其强度的影响。在有限元分析中,采用分区网格产生法形成X管节点的有限元网格,即把整个X管节点根据计算精度的需要划分成几个不同的子区域,每个子区域的网格单独产生,整个管节点的有限元网格通过合并各个子区域的网格而形成。这种分区网格产生法可以针对不同应力梯度的区域形成不同质量和精度的网格,从而可以保证有限元结果的准确性并节省存储空间和计算时间。在分区网格法的基础上,用ABAQUS(2000)通用软件分析X管节点在承受压力作用时的荷载和位移之间的关系,并得到X管节点所能承受的极限荷载大小。此外,通过对50个X管节点模型进行分析,研究几何参数以及材料参数对X管节点极限荷载的影响。     

基于随机有限元的薄板结构可靠度研究

运用将随机分析理论与有限元相结合的随机有限元理论,编制了考虑材料的强度、板元的厚度和外载荷均为随机变量的二维平面问题随机有限元程序,研究了其在板壳结构可靠度计算中的应用,并通过简例进行了结构可靠性分析,最后用Monte-Carlo法检验了这种数值解法的相对精度,从而验证了所论方法和编制程序的有效性.     

直升机主减机匣有限元强度分析

采用多块组合和单块计算相结合的方法，计算了某直升机主减机匣结构强度。该机匣形状很复杂，双环结构套装。为了减少刚度矩阵的带宽和存储量，把机匣分为十块，且按1－10块次序组合。此结构的另一特点是载荷复杂，拉、压、弯曲和扭转同时分别作用在上端面和两侧发动机输入端，有的分布压力呈余弦变化。经计算该机匣结构合理，安全可靠。     

弹上设备螺纹联接在温度循环载荷下的分析研究

弹上设备螺纹联接结构承受温度循环载荷作用时,由于螺纹紧固件和联接体材料特性不同,会产生交变循环热应力,影响螺纹联接的可靠性。利用有限元方法分析螺纹联接结构在温度循环载荷作用下的力学行为,对不同材料的螺纹紧固件和联接体进行分析,得到应力、接触压力和残余预紧力的变化情况,为工程设计提供了可靠的依据。     

基于结构可靠性的悬架结构设计方法研究

悬架是车辆中联结车身和车轮的纽带,具有承上启下的关键作用,在使用过程中来自路面的冲击载荷容易造成悬架的断裂破坏.为保证结构的安全工作,需要依据结构可靠性的要求对悬架系统进行结构设计.文章介绍了结构可靠性设计的理论,并针对悬架结构不太规则的特点提出了基于结构可靠性和有限元方法相结合的设计方法.最后给出了悬架结构的设计实例.该研究为悬架结构的设计和实验提供了理论依据.     

海洋平台大型矩形常压容器的框架结构式设计方法

针对大型常压方罐，分析了一般设计方法的不足，基于结构的刚性要求，保证设备足够的安全可靠性、节约材料，提出罐体内壁使用大刚度型钢进行加强的结构设计方法，采用有限元方法进行计算分析，并利用ANSYS有限元软件对80m^3罐体进行了不同板厚及加强筋数量的参数组合的应力和变形计算分析，得出最优的罐体设计方案。计算分析和比较结果表明该设计方法比原有的方法有较大的优势。     

拓扑互锁易碎复合材料结构的设计与实验研究

提出一种新型易碎复合材料结构.它由许多子构件按拓扑互锁原理组合成一种可承载的整体结构,结构中各子构件接触面无黏结,当约束被解除时整个结构即可散落,完成触发碎裂的工作机制.采用试验方法研究该结构在横向力作用下的力学行为及其承载能力,并采用有限元法对其进行数值分析.试验结果表明, 拓扑互锁易碎复合材料结构在垂直于结构平面的集中载荷作用下,力与位移呈非线性变化.有限元分析结果与实验结果吻合.     

SOLUTION OF DIFFERENT HOLES SHAPE BORDERS OF FIBRE REINFORCED COMPOSITE PLATES BY INTEGRAL EQUATIONS

Accurate boundary conditions of composite material plates with different holes are founded to settle boundary condition problems of complex holes by conformal mapping method upon the nonhomogeneous anisotropic elastic and complex function theory. And then the two stress functions required were founded on Cauchy integral by boundary conditions. The final stress distributions of opening structure and the analytical solution on composite material plate with rectangle hole and wing manholes were achieved. The influences on hole-edge stress concentration factors are discussed under different loads and fiber direction cases, and then contrast calculates are carried through FEM.     

两种材料的性质对双材料界面裂纹能量释放率及应力强度因子的影响

在实际工程中,结构往往是由多种材料构成,而裂纹经常在两种材料的界面上扩展.针对双材料界面裂纹,建立相应的计算模型.用能量释放率来描述裂纹的扩展情况,并根据界面裂纹能量释放率解析计算方法对不同的材料性质、外荷载、构件厚度,以及裂纹两侧不同的材料宽度对裂纹扩展时的能量释放率和应力强度因子进行仿真分析,得到了能量释放率和两种材料的弹性模量、外荷载及构件厚度之间的关系变化的曲线,以及裂纹两侧不同的材料宽度和应力强度因子之间的关系.并对界面裂纹和单一材料裂纹的情况进行分析、比较.