电动客车铝合金车身榫卯节点弯曲性能研究

针对铝合金型材难焊、怕焊的特点,设计了一种用于电动客车铝合金骨架的榫卯连接节点,对铝合金型材梁、榫卯节点及加强榫卯节点三种结构开展了三点弯曲性能试验,研究比较了三种结构的破坏模式、力学性能和应变分布。研究结果表明,型材梁破坏模式主要是腹板屈曲变形及下翼缘受拉断裂,榫卯节点及加强榫卯节点能够减少单根卯梁腹板受力过程中的屈曲变形,两者的失效主要表现为卯梁下翼缘处焊缝开裂。在三种样件中,加强榫卯节点峰值力最高,型材梁弯曲刚度、吸能效果均优于其它两种样件。相同弯曲力下,榫卯节点卯梁腹板处应变高于型材梁,节点加强后,卯梁腹板应变有所减小,翼缘处应变增大。     

波纹腹板工字钢梁翼缘横向弯曲应力研究

波纹腹板工字钢梁是一种经济高效的新型梁结构形式,由于腹板波形的存在,该结构除了承,整体弯曲作用之外,还承受翼缘横向弯曲作用.针对正弦波纹腹板工字钢梁结构,建立了承受面内集中载荷作用下正弦波纹腹板工字钢简支梁的横向弯曲应力求解方程,并给出了采用其他波形的相似结构横向弯曲应力的可行计算方法,最后对翼缘横向弯曲的影响因素以及翼缘横向弯曲与梁整体弯曲之间的关系进行研究.     

考虑翼缘横向弯曲的波纹腹板梁弯曲特性研究

波纹腹板工字钢梁是一种新型的梁结构形式,在面内载荷作用下,这种结构的翼缘会产生横向弯曲作用,导致翼缘弯曲应力复杂化。根据Abbas的横向弯曲理论,求解了面内集中载荷作用下、正弦波纹腹板工字钢简支梁的翼缘横向弯曲应力的解析式,给出了相同条件下其它波形的波纹腹板梁结构的弯曲应力的求解策略,采用有限元技术验证了提出的公式和方法,之后讨论了载荷移动时翼缘总弯曲应力的特性,提出"弯曲强度计算时必须考虑翼缘横向弯曲的作用,但在结构疲劳性能分析时可以忽略其新增的循环载荷的影响"的结论。     

非对称型材压弯过程应变规律的有限元分析

以槽型铝材为例,应用ANSYSLS-DYNA软件的显式动力学有限元方法对非对称型材放边压弯过程进行了有限元模拟.主要分析了型材弯曲过程中等效塑性应变和弯曲切向应变的分布规律,提出了最小弯曲半径的近似计算方法.这对有效确定成形中的危险部位,避免拉伸失稳的发生具有一定的参考价值.模拟结果表明:型材翼缘末端处的应变值高于腹板处,是易产生拉裂的危险部位.     

精密异型材四辊组合孔型轧机设计

设计了一种精密异型材四辊组合孔型轧机。该轧机成功的将型材轧制与拉拔工艺相结合,可以加工制造多种类型的型材。设计的新型轧辊系统可实现轧辊的快速更换,节省了生产成本;设计了轧辊位置调整机构,包括轴向与径向的轧辊调整,通过两种调整机构的配合,可调整出多种孔型,满足不同需求;并实现轧辊利用率的最大化。通过产品试制,得到了满足要求的型材产品。     

叉车门架局部弯曲应力的三维光弹性实验

叉车门架立柱翼缘的局部弯曲应力是限制门架承载能力的重要因素之一。本文介绍了采用三维光弹性实验方法研究叉车门架局部弯曲应力的基本情况,给出了力作用区附近立柱下翼缘表面局部弯曲应力的纵向分布和横向分布状况及其影响范围,并对结果进行了初步分析,为门架局部弯曲应力计算提供了实验依据。     

基于LCC-S补偿的电动汽车动态无线充电系统拓扑参数优化

针对电动汽车动态无线充电过程中耦合系数会随着车辆横向位置偏移而发生随机变化,进而导致系统输出功率和效率降低的问题,提出一种基于加权平均效率的LCC-S拓扑结构参数优化设计方法.根据车辆行驶过程中横向偏移的统计特性,提出基于正态分布3σ原则的效率权重分配方法.该方法综合考虑了高、中、低三种不同耦合水平下的系统效率优化,使优化后的拓扑参数能够更好地适应动态无线充电系统实际工作特点,提高系统在不同偏移情况下的综合效率.采用优化参数搭建动态无线充电试验系统,并将提出的方法与TWAE(Time-weighted average efficiency)方法进行对比分析,仿真和试验结果验证了该方法的有效性.     

无斜撑焊接起重机梁的计算

桥式起重机的无斜撑焊接梁,是具有平行翼缘的多节间刚性框架。除了在翼缘上存在轴向力外,在无斜撑梁的节点(节间和豎撑)上还存在弯矩。确定该弯矩所需弹性方程式的数目应此节间数目多到3倍。计算时需预先规定翼缘和豎撑的截面、梁的总尺寸、节间数目、     

圆环受载时节点位置的确定

圆环在承受多个数值相等且均匀分布的径向载荷作用时,在每两个相邻载荷之间必然存在着两个节点。在节点处,径向位移为零,因此节点可作为圆环与其他构件的连接点。节点位置的确定方法,在以往的文献中少有论述。本文给出了求解节点位置的方法。当 n 个均匀分布的径向载荷 P 作用于圆环时,弯矩的表达式为     

工字钢翼缘内由跑车引起的弯曲应力的计算

单梁起重机和架空单轨的工字钢尺寸,一般由跑车的轮压在翼缘上造成的局部高弯曲应力,或简称翼缘弯曲应力来决定的,(图1)。这应力在轮压作用点范围內导致工字钢的应力显著超过由法向靜力矩和横向力(即工字钢弯曲)所引起的应力。     

冲角对低地板车辆轮轨接触状况的影响

针对城市轨道交通中低地板车辆车轮经常出现的轮缘严重磨耗现象,研究其轮轨接触状况,由于城市轨道交通中小半径曲线较多,存在较大的冲角,为研究冲角对轮轨接触状况的影响,利用轮轨型面测量仪测量运用中的70%低地板车辆车轮与钢轨型面,建立具有不同冲角的车轮与钢轨接触模型,在横向力与牵引力矩作用下应用非线性有限元法进行弹塑性接触计算,分析不同工况下的等效应力及接触斑的变化规律,研究冲角、横向力与牵引力矩对钢轨接触状况的影响。通过计算分析得出以下结论：具有不同冲角的轮轨接触斑形状几乎相同,踏面接触斑近似矩形,轮缘接触斑相对狭长,容易造成轮缘磨耗;冲角增大,轮缘接触斑相对踏面接触斑的超前值增大;随着冲角的增大,轮轨最大等效应力逐渐增大,磨耗功率增大,故在轮轨型面匹配和车辆结构设计中应尽量将轮轨冲角控制在1°以内。     

Flexural-torsional buckling tests on beam-columns with sheeting-rail type restraints—II. Compression tests

Tests are described on columns of different lengths, different major and minor axis end eccentricities and varying pitch of attachment to an axis offset from one flange. The purpose of the tests was to investigate the flexural-torsional failure and post-buckling behaviour of columns of commercial standard in conditions idealized from those existing in steel shed buildings.

Abstract

Critical analysis only is carried out here, as the principal theoretical objective was to verify the applicability of the analysis of columns with discrete attachments by methods evolved for continuously attached plate stiffeners.

Comparison of failure loads with the various and controversial theoretical methods is deferred for later consideration.     

铝合金车轮侧向刚度影响因素分析

使用CATIA开展铝合金车轮参数化设计,通过调整轮心结构、轮辐结构、轮辋结构、轮缘结构、窗口结构得到不同的铝合金车轮三维数据;使用Hypermesh划分网格、Nastran求解,得到不同结构铝合金车轮的侧向刚度;分析车轮侧向刚度随车轮结构参数变化的敏感程度,结果显示轮心厚度、轮心直径、轮心根部圆角、轮辐内侧厚度、轮心减重窝深度、轮辐内侧宽度对车轮刚度影响较大,且影响呈现递减趋势;综合车轮侧向刚度和质量要求,给出一种较优的车轮设计方案。该方案能够大幅提升车轮刚度,且质量增加不多。     

一种新型法兰连接垫片设计

垫片是法兰连接接口的重要密封元件,在螺栓预紧力的作用下对法兰密封面施加压紧力,由垫片填塞住法兰面凹凸不平的微观几何间隙来实现密封.文中对现有的垫片进行改进,采用一种金属波齿骨架与O型圈结合,石墨填充辅助密封的垫片结构.法兰接口的螺栓拉紧后,内侧O型圈变形量可达到40％以上,外圈橡胶圈变形接近30％,垫片能达到良好的密封效果,此时法兰接口的主要密封环节是由垫片内侧的橡胶圈在起作用.当橡胶圈的变形量达到使波齿骨架变形时,金属波齿骨架、O型圈和石墨材料三者共同起密封作用.     

大型密封法兰弯曲成形工艺研究

提出了一种大型密封法兰成形新工艺，包括分段弯曲、现场组焊、现场精加工。新工艺免去了大型立车的粗加工，取而代之的是分段弯曲成形工艺，最后在施工现场进行组焊并采用多功能机床进行精加工。通过小型模拟件的实验与数值模拟研究，分析了L形非对称截面法兰弯曲成形过程中工件的变形规律，以及弯曲成形后工件的截面形状变化和侧弯情况，并采用L形非对称截面法兰成对弯曲的方法，使其截面形式成为对称结构，从而有效地解决了非对称截面法兰单件弯曲存在的侧弯缺陷。采用新工艺制造了某风洞工程上直径为8．5m的大型密封法兰，实践表明，采用新工艺成形大型法兰是完全可行的，其加工制造精度完全满足设计要求。由于新工艺不需立车，为特大直径法兰的制造开辟了新途径。     

消除桥式起重机“啃道”现象的再研究

起重机车轮与轨道间有时会发生“啃道”现象，双点接触圆顶轨道是彻底消除“啃道”现象的结构形式。它能承受侧向力，不需要车轮缘，免除了轮缘与轨道的摩擦，阻力减小，寿命延长，并使车轮承载能力增大２．５－４．５倍。     

金属石墨缠绕垫片蠕变对法兰接头密封性能的影响

法兰接头在高温环境中工作时,接头各个部件的蠕变松弛会加剧,然而在法兰接头的研究中,大多没有考虑垫片的蠕变松弛。以金属石墨缠绕垫片为例,在不同温度及不同初始密封比压情况下进行蠕变松弛性能试验;将试验结果进行拟合得到垫片蠕变松弛性能计算公式,将其代入法兰接头变形协调方程中,计算得到接头蠕变2年的螺栓力随时间的变化情况。使用ANSYS软件建立法兰接头有限元模型,并计算不同部件蠕变2年所造成的螺栓力的松弛情况。理论计算结果与有限元计算结果相近,表明建立的理论模型可用于接头螺栓力松弛的评估。研究结果表明：初始密封比压相同时,温度越大则垫片的蠕变量越大,温度相同时,初始密封比压越大则垫片的蠕变量越大;垫片蠕变对法兰接头有显著影响,在一些情况下仅垫片蠕变就能使螺栓力下降40%,因此垫片蠕变对法兰接头的影响不能忽略。     

铰链四杆机构圆弧型连杆的侧向失稳分析

对铰链四杆机构中两端受压的圆弧型连连杆的侧向失稳问题进行研究，导出曲杆侧向屈曲时的曲率位移方程以及轴向缩短量的计算式，应用瑞利-里兹法给出临界力的算式，并分析了两个主要结构参数-偏心距与圆心角对特征值的影响，所得结果为此类机构的设计提供了较可靠的理论依据。     

爆炸容器法兰变形试验研究与数值模拟

通过对爆炸容器法兰在准静态压力作用下的应力分布和变形情况的试验研究和数值模拟,得出如下结论：螺栓载荷和容器内压联合作用下的法兰产生偏转和翘曲变形,使得法兰结构应力和变形分布不均;改变法兰关键尺寸,如法兰环厚度、法兰外径、毂的长度等参数,对法兰变形的影响程度不同,其中改变法兰环厚度对法兰变形的影响更为显著。     

Buckling prevention by lateral fluid pressure in deep-drawing

An instability analysis of flange buckling against lateral fluid pressure in deep drawing is considered. It is intended to explain the experimental fact that relatively low fluid pressure when applied to the flange area can suppress buckling. The analysis is based on the approximate ‘energy method’ with the inclusion of the work against the fluid. The attention is focused on the initiation of the deep drawing process, where buckling (of non-hardening material) is most susceptible. A special apparatus which enables the replacement of a rigid blank-holder by a lateral fluid-pressure was used for testing. A general solution to the critical pressure, above which the deep drawing can be terminated without buckling, is provided. The prediction of the critical pressure and the number of the associated buckling ‘waves’ (wrinkles) agree very well with the experiments. The pertinent geometrical and material variables (as blank thickness, drawing ratio, Young modulus, yield strength, etc.) are grouped in nondimensional form and plotted for various parameters to provide an engineering-type solution for potential users.