事故工况下乏燃料运输容器跌落分析

目的验证乏燃料运输容器本体、内外盖、吊篮和螺栓及其运输包装设计,在事故工况中以最危险角度从9 m高度自由跌落至水平的刚性地面过程中,是否满足GB 11806《放射性物质安全运输规定》的规范要求。方法采用LS-DYNA进行有限元仿真模拟跌落过程以代替跌落试验,开展乏燃料运输容器9 m自由跌落冲击分析,并根据ASME规范第III卷规定的应力限值对容器本体、内外盖、吊篮和螺栓进行应力校核。结果应力校核结果显示,乏燃料运输容器本体、内外盖、吊篮和螺栓满足设计强度要求。结论该乏燃料运输容器本体、内外盖、吊篮和螺栓及其运输包装设计满足GB 11806规范要求。     

基于Vickers压痕的金属材料塑性参数压入测试方法

在传统压入实验中引入压痕中边距与名义中边距之比,并利用量纲分析及有限元数值仿真方法确定Vickers压入硬度HV及压痕中边距与名义中边距之比与材料弹塑性参数间的无量纲函数关系,提出一种基于Vickers压痕的金属材料塑性参数压入测试方法。对已知弹性模量的金属材料,该方法可对应变硬化指数n、条件屈服强度σ0.2及强度极限σb进行测试,对4种金属材料的压入实验结果表明,该方法对金属材料塑性参数的测试精度满足工程需要,验证方法的有效性。     

某车型控制臂衬套螺栓装配缩颈问题研究

本文针对公司某车型控制臂衬套螺栓装配缩颈问题,通过紧固件质量检测,CAE分析以及扭矩夹紧力试验,找出造成部分控制臂螺栓缩颈屈服的根本原因是系统散差导致部分螺栓拧紧扭矩过大,螺栓屈服,并通过提高螺栓强度或降低装配扭矩解决该问题。     

MDQ350／1000·60型桁架式固定梁门式斗轮堆取料机的结构三维有限元计算

本文采用有限元法对一种大跨度、桁架式固定梁的新型门式斗轮堆取料机的结构进行强度、刚度计算分析,并以此为依据,对结构进行优化设计。实际运行证明,该设备的结构设计合理,力学性能、强度、刚性满足设计及使用要求。     

一种轮毂电机产品油封设计问题分析及改善

该文介绍了该公司1种轮毂电机产品油封设计问题的分析过程及改善措施,简述了轮毂驱动产品主油封的设计难点,包括静态与动态偏心量大、外部环境苛刻、腔内压力上升较快以及旋转轴轴向窜动大4个主要问题,通过优化油封自身结构、增加轴系刚度、改善减速器腔体气压平衡状况、增加并优化防尘盖设计等多种设计优化解决了该油封密封性的问题。     

半刚性节点网壳结构研究进展及关键问题

装配式节点通常采用单根或多根螺栓与构件连接,往往具有一定的半刚性特性。但目前,由于对装配式节点认识不足,在装配式网壳结构分析和设计时,通常假定其节点连接为铰接;然而,通过研究发现实际装配式节点具有较好的半刚性性能;为适应实际工程所研发的新型装配式半刚性节点具有刚度更大、更加高效等优点,可应用于更大跨度的单层网壳结构中。半刚性节点网壳结构具有广阔的应用前景,针对半刚性节点及其网壳性能的研究逐渐成为建筑结构领域的热点研究课题之一。该文综述了国内外半刚性节点及半刚性节点单层网壳结构的现有研究成果以及尚需深入研究的主要问题。文献分析表明,目前针对半刚性节点及半刚性节点网壳结构静力性能的研究已取得一定的成果。然而,关于空间半刚性节点在复杂荷载作用下节点抗弯性能、空间半刚性节点耗能性能、适用于更大跨度的新型空间节点研发、半刚性节点网壳结构动力稳定性等方面有必要进行更多更深入的试验和理论研究,以推动半刚性节点单层网壳结构的实际工程应用。     

考虑摆线轮磨损的RV减速器传动精度可靠性分析与参数优化

针对RV （rotate vector）减速器在工作过程中存在的零件磨损导致传动精度下降的问题,建立了考虑摆线轮磨损的RV减速器传动精度动态可靠性模型,进行传动精度可靠性分析,并对关键零件的公差以及摆线轮的修形参数进行优化设计。以某重载RV减速器为研究对象,利用Archard磨损公式对摆线轮的磨损深度进行计算,分析轮齿齿廓磨损的分布情况,并基于数值仿真数据利用高斯过程回归模型预测磨损量;建立了含动态磨损的RV减速器传动精度可靠性模型,用蒙特卡洛法求解其动态可靠度;建立了以传动精度动态可靠度为约束条件,以加工成本最低、额定寿命周期内最大磨损量最小为优化目标的优化模型,采用多目标遗传算法求得最优解。结果表明;优化后摆线轮的磨损量略微增大,而减速器的加工成本明显降低;优化后减速器传动精度可靠度得到明显提高,在额定寿命6 000 h内的可靠度满足预期要求。研究结果可以为高精度RV减速器的设计提供参考。     

双层柱状网壳刚性跨地面安装技术

柱状大跨度网壳结构因兼有杆系和壳体受力的特点,在冶金、化工等行业原料储存方面得到越来越广泛应用。该结构按常规安装方法需搭设与网壳结构下弦标高一致的满堂脚手架作为承力支架,在高空散装。本文通过工程实践,介绍一种在刚性跨一侧底部螺栓球与支座设置铰接连接,在地面边组装、边旋转吊装,直至完成整个刚性跨组装的安装施工方法。该安装技术应用具有施工质量可靠、施工周期短、成本低、无高处作业、降低施工安全隐患等特点,推广应用有显著的经济和社会效益。     

基于CAE的智能马桶座盖注塑模具设计

为了满足智能马桶座盖的生产加工需求,该文对产品注塑模具进行了设计研究。该研究以CAE软件作为核心工具,依据产品生产需求,构建注塑模具仿真模型。依据仿真结果,分别对注塑模具的浇注系统、零件、抽芯机构以及模具冷却处理4个模块进行设计。测试结果表明,该注塑模具方案满足马桶座盖的外观生产要求,作业效果与设计要求相符。     

某船用减速器螺栓断口的SEM分析

对某船用减速器断裂螺栓的断口形貌进行了SEM分析,同时结合螺栓的工况条件和受力情况,分析了其疲劳剪切断口形成的机理和过程,推断了引起螺栓断裂的原因,并提出了相应的解决措施,为整机的安全运行和优化结构设计提供了重要的参考依据。     

Analysis of the sealing performance and creep behavior of the inner casing of a 1000 MW supercritical steam turbine under bolt relaxation

The creep behavior and sealing performance of the inner casing of a 1000 MW supercritical steam turbine were investigated during 200,000 h of steady operation at high temperatures. The influence of the stress relaxation of bolts on creep behavior and sealing performance was specifically demonstrated. A constitutive creep model based on continuum damage mechanics and a multiaxial creep strain formula was used to describe the stress–strain behavior and calculate the multiaxial strain. Due to significant bolt relaxation in the high-temperature region, stress in the steam inlet region decreased dramatically; likewise, multiaxial creep strain decreased markedly in this region. Contact pressure significantly decreased during the first 10,000 h, especially in the regions between bolts 1 and 9, and the largest decrease in contact pressure exceeded 340 MPa. This reduced sealing performance at high temperatures. Further comparison of the contact pressure and the opening displacement at the contact surface was carried out with and without bolt relaxation. The massive difference of 153 MPa between these two cases in the primary creep phase demonstrated that bolt relaxation significantly influences sealing performance.     

微波传输系统真空法兰密封结构设计特点

为了提高微波传输系统最大输出功率,将波导管内维持真空状态,真空度达到或优于10-5Pa时,通过功率可提高几个数量级。但真空波导法兰密封结构设计是关键,对应不同的条件有不同的要求。首先,在橡胶密封圈的波导法兰上设计抗流结构,利用“等效电路”、“短路”和高频电流波节等相互关系,使法兰机械设计和制造工艺满足微波功率输出的要求;其次,金属密封垫片法兰根据方波导管高频电流分布的特点,采用法兰方波导宽边良好的电接触与真空密封结构分开设计的方式;再次,另一种在金属密封垫片法兰上加工一个与方波导管内壁一致的方形刀口,在螺栓力作用下刀口与密封圈四周挤压接触,既达到真空密封,又满足良好的电接触,设计、加工、装配简单。这三种法兰都不影响波导管电磁能量的传播,但真空密封性能、机械设计、加工等方面存在差异。     

非API套管接头完整性评估计算方法

针对非API套管接头的连接和密封性能提出一套完整的解析评估计算方法。首先建立具有密封和内外螺纹啮合结构的非API套管接头力学分析模型,依据API套管接头失效形式(螺纹跳扣、螺纹剪切破坏和接头断裂)及其机理结合弹塑性力学理论,推导出非API套管接头发生相应连接失效时的临界轴向载荷计算公式。然后,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙啮合法向接触力计算方程组,从而获得非API套管接头各个螺纹牙轴向变形量及其承载轴向载荷分布情况数值解。最后,通过对比各个螺纹牙承载轴向载荷与连接失效临界载荷对非API套管接头进行连接性能评估;通过计算轴向载荷和气体内压作用下,套管接头螺纹轴向变形量及其对接头密封过盈配合值的影响,对非API套管接头进行密封性能评估。通过对3种典型非API套管接头完整性评估计算结果表明:在螺距、螺纹啮合中径、螺纹高度等螺纹参数相同情况下,非API套管接头的螺纹牙型设计参数(承载面角度与导向面角度)对其连接和密封性能影响显著。     

基于知识的汽车后桥CAx集成技术与应用研究

针对制造企业在应用CAx系统过程中如何集成各种信息资源和知识的问题,以汽车后桥产品设计开发为研究对象,提出了一种基于知识的协同CAx集成系统平台框架。采用基于本体论的知识建模方法,提出一种特征参数度量的相似实例检索方法,实现了知识的重用,着重叙述了基于实例推理技术、面向设计流程的知识驱动设计计算、基于特征参数的CAD建模方法、基于模型共享的CAE分析以及产品虚拟装配等关键技术,并开发了此系统平台,实现了基于知识的CAD／CAE集成,有效地支持了汽车后桥产品设计。     

大马力拖拉机驱动桥有限元分析及试验研究

驱动桥作为拖拉机的传动和承载部件,受力较大且使用频繁,通过对桥壳模型的有限元分析,可以验证设计的安全性并可以通过分析结果来改进设计。首先采用Pro/E对拖拉机驱动桥壳、转向节、半轴进行三维建模并导入Hypermesh中进行有限元分析的前处理工作,然后将导出的文件输入ANSYS中进行有限元分析。最后通过桥壳的刚度试验和疲劳试验验证了此驱动桥的安全性,并给出了改进意见。     

电动热封口式垃圾桶的设计

为避免垃圾桶中的垃圾直接与人体接触,减少垃圾对环境的污染,基于电动热封口技术,设计了一种电动热封口式垃圾桶。以MSP430单片机为控制核心,采用梯形丝杠传动技术,将步进电机的转动转换为垃圾桶压条装置的直线运动;在压条装置上辅以合理的电路设计以及双层电热丝结构,实现对塑料垃圾袋无间隙、低噪音封口;选用LCD12864液晶显示器和语音模块,用文字和声音实时显示封口过程。设计了垃圾桶的封口单元和电动热封口控制单元,进行了塑料垃圾袋的封口实验。实验结果表明,选用PE （polyethylene,聚乙烯）材质垃圾袋和Cr20Ni80电热丝能够快速准确地实现电动热封口。研究结果对垃圾桶的绿色设计和智能化设计具有重要的参考价值。     

基于非接触位移测量的层压板低速冲击性能分析

为通过冲击点位移获得复合材料层压板的低速冲击性能,首先,在层压板落重冲击试验中,使用高速激光位移传感器测得冲击点背部的位移和速度;然后,基于弹簧-质量冲击模型,以冲击点位移计算了冲击接触力,并通过无损冲击试验标定了弹簧-质量模型参数;接着,模拟了有损伤冲击过程的接触力,利用实测冲击点速度响应判定了分层产生的时刻,并根据模拟结果得出了分层阈值力;最后,根据无损检测结果进行了层压板抗弯刚度的折减,使用弹簧-质量模型计算了产生冲击损伤后的接触力及能量吸收曲线,使用冲头和冲击点背部位移计算凹坑的实时深度。结果显示:结构受冲击发生分层时,由于层压板刚度的突降,冲击点速度出现剧烈震荡,该现象可以作为结构出现分层损伤的识别特征;产生冲击损伤后的接触力及能量吸收曲线的计算结果与试验测试结果吻合。计算所得凹坑的实时深度随冲击能量的变化趋势与冲击后测试的凹坑深度变化趋势一致。这些结果表明提出的基于非接触测量技术的方法可用于无法直接测量接触力情况下的层压板冲击性能分析。      

装配式钢结构箱形柱塞焊-芯筒式法兰连接性能试验研究

为解决装配式钢结构中箱形柱全熔透焊接节点施工工序复杂、现场施工效率低、人工成本高的问题,提出一种箱形柱塞焊-芯筒式法兰连接节点及其设计方法.设计了 3组不同构造形式的塞焊-芯筒式法兰连接节点、1组无芯筒法兰连接节点和1组无连接箱形柱构件,并对其进行了拟静力试验研究.试验结果表明:相较于无芯筒法兰连接节点,塞焊-芯筒式法...     

Dynamic stress analysis of rail joint with height difference defect using finite element method

A finite element analysis is conducted to study dynamic elastic–plastic stress when a wheel passes a rail joint with height difference between the two sides of a gap. The ANSYS implicit code and LS-DYNA explicit code are coupled to simulate the process of the wheel contacting or impacting the rail joint. Contact elements are used to simulate the interactions between wheel and rails, between rails and joint bars, between joint bars and bolts and between bolts and rails. The effects of train speed, axle load and height difference on the contact forces, stresses and strains at railhead are investigated. Numerical results show that the presence of rail joint with height difference significantly affect the contact force, stress and strains. The results also indicate that the train speed has a larger effect on the contact force, stress and strains than the axle load.     

Engineering Structure and Strength Design of Reducer Bend under Internal Pressure

Standard reducer bends have structural functions of both bend and reducer pipe at the same time.However,there is a lack of strength design method in the current codes.In order to develop the strength design method of the reducer bends subjected to internal pressure,analytical formulas are re-examined. Finite element analysis and stress measurements of the reducer bend are carried out.It is found that it is not appropriate to analyze the reducer bends by using thin membrane theory. The formula derived directly from circumferential stress formula of reducer bends under internal pressure is conservative,which is further verified by the finite element analysis results and it can thus be applied to piping design.