基于3D有限元模拟的螺栓接头变形一内力关系及在设计中的应用

考虑螺纹的三维螺旋线形几何特征和各组件结合面之间的摩擦接触关系,利用MSC．Marc软件建立螺纹螺栓-被连接件组合结构（接头）的三维接触有限元模型,并进行计算,给出接头轴向力与轴向变形之间的非线性关系曲线、残余预紧力和螺纹段最大等效应力随被连接件所受轴向外力的非线性变化关系曲线。分析这些非线性曲线的规律,得到相应的结论。基于这些曲线,提出确定螺栓接头预紧力和允许外力的方法。     

基于3D有限元模拟的螺栓接头变形-内力关系及在设计中的应用

考虑螺纹的三维螺旋线形几何特征和各组件结合面之间的摩擦接触关系,利用MSC.Marc软件建立螺纹螺栓-被连接件组合结构(接头)的三维接触有限元模型,并进行计算,给出接头轴向力与轴向变形之间的非线性关系曲线、残余预紧力和螺纹段最大等效应力随被连接件所受轴向外力的非线性变化关系曲线.分析这些非线性曲线的规律,得到相应的结论.基于这些曲线,提出确定螺栓接头预紧力和允许外力的方法.     

机械螺栓法兰连接的有限元力学模型比较研究

机械螺栓-法兰连接结构中存在着复杂的接触、摩擦和预紧等非线性因素.螺栓-法兰连接结构的有限元力学模型应当充分包含这些因素.首先介绍了连接结构接触分析的有限元法理论,然后比较研究了二维轴对称力学模型和三维实体模型在螺栓一法兰连接结构建模中的差剐,之后研究了温度载荷法、过盈配合法和等效外载法等三种不同的螺栓预紧力建模方法.计算结果表明:二维模型在处理螺栓-_法兰连接结构上计算耗费小,但计算精度较三维模型差别较大,结果粗糙;三种预紧力模拟方法都能模拟螺栓预紧载荷,但在适用范围、等效方法和计算精度等方面有区别.     

螺栓联接结构接触应力及结合面刚度影响因素研究

在考虑板与板以及螺栓与板间非线性接触、摩擦和螺栓预紧力等影响因素基础上,构建螺栓联接结构的三维有限元分析模型。基于被联接件压应力呈圆锥体分布假设,推导出接触应力分布三次数学表达式,计算结果与有限元数值模拟结果相比最大偏差为9.2%;基于有限元计算,分析不同被联接件厚度、不同螺孔间隙以及不同螺母直径对结合面刚度影响规律,获得结合面刚度计算经验公式,与有限元分析结果相比,公式计算最大偏差为5.24%。     

基于等效接触区域的螺栓连接结构模态分析

螺栓连接的动力特性将直接影响到结构在振动环境下的响应。首先,分析了螺栓连接件在预紧力作用下接触面连接区域的范围;然后,通过有限元非线性静力分析方法,建立了预紧力作用下螺栓连接的有限元模型,取得了预紧力作用下螺栓连接的最大应力作用区域,定义该作用区域为螺栓连接的等效接触区域,将等效接触区域粘接起来模拟螺栓连接的连接区域,从而将螺栓连接的非线性问题转化为线性问题;进而,对等效接触模型和"刚化"模型进行了有限元模态分析,得到了两种模型的动力特性。最后,将有限元模态分析得到的结果和试验模态分析的结果进行了比对,验证了等效接触模型的正确性。     

摩擦离合器螺栓联接预紧力对疲劳寿命的影响

以气动摩擦离合器与变速箱联接螺栓为研究对象,通过预紧力的计算以及对螺栓疲劳寿命影响分析,给出了合理的预紧力矩范围。采用了有限元软件ANSYS对在预紧力与外载荷同时作用下的螺栓进行仿真计算,表明螺栓最大应力位置与实际失效情况相符,从而为有限元分析中施加预紧力载荷判断螺栓失效提供了可靠的理论依据和应用价值。     

往复压缩机高压气缸应力有限元分析

针对高压气缸设计中2个关键点缸体、缸套过盈配合的设计以及固定缸体和缸盖的螺栓预紧力设计,通过有限元计算提出了合适的过盈配合量和预紧力数据。     

柴油发动机连杆-轴瓦摩擦副接触变形的数值计算

针对某型号柴油发动机连杆-轴瓦摩擦副因接触变形量过大导致的轴瓦碰撞损伤问题,在建立连杆-轴瓦摩擦副有限元模型的基础上,利用ABAQUS软件对该摩擦副在最大爆发压力状态下的接触变形量进行模拟分析,再利用单因素法与SPSS软件设计正交试验,考察螺栓预紧力、过盈量和摩擦因数对轴瓦最大接触变形量的影响显著程度。正交试验结果表明:过盈量对轴瓦变形的影响最为显著、螺栓预紧力次之、摩擦因数影响最小;当过盈量为0.22 mm、摩擦因数为0.4、螺栓预紧力为640 kN时,能够有效减小轴瓦的最大接触变形量,并最大程度降低轴瓦发生碰撞的概率。     

拧螺栓和拧螺母对螺纹轴向预紧力的影响研究

为了研究拧螺栓和拧螺母对轴向预紧力的影响,基于被连接件材料为钢-钢、钢-铝连接结构,将六角法兰面螺栓和六角法兰面螺母分别压钢状态进行拧紧试验,并利用超声波预紧力测量仪监测拧紧实现的轴向预紧力,结果表明拧螺栓较拧螺母实现的预紧力大。经分析导致该现象主要原因为螺栓法兰面实际锥度比螺母法兰面锥度小,即螺栓法兰面较螺母内外圈高度差小,导致前者支承面摩擦内径更小,同目标扭矩条件下扭矩系数小则转化的轴向预紧力更大。结合有限元分析,验证实测样件法兰面不同锥度受载条件下的应力分布情况,钢板最大应力集中位置为支承面摩擦内径,与试验结果相吻合。     

影响变桨轴承套圈及螺栓强度的因素分析

基于有限元分析方法,建立了某2.5 MW风电机组"叶片-螺栓-变桨轴承-螺栓-轮毂"的整体有限元模型,分析了螺栓预紧力、螺栓连接面摩擦因数和垫片高度对变桨轴承套圈及其连接螺栓应力的影响,结果表明:螺栓预紧力、垫片高度对轴承套圈及连接螺栓的最大应力和疲劳损伤最大值影响较大;结合面摩擦因数对连接螺栓疲劳损伤最大值影响较大,对连接螺栓的最大应力、轴承套圈的最大应力和疲劳损伤最大值影响较小。     

采煤机含间隙行走机构驱动速度对滚筒随机载荷的影响

为了研究牵引速度对采煤机滚筒工作载荷的影响,建立截割部与牵引部相互耦合的动力学系统模型,并考虑截割阻抗为随机量,服从正态分布,运用数值仿真的方法对其求解,并对结果运用数理统计方法得出采煤机滚筒三向力的均值及标准差;研究结果表明,滚筒三向力的均值和方差随着初始牵引速度的增加呈递增趋势,最后经仿真值与实验测量值对比,验证了模型的准确性。     

最小二乘法在估计概率分布参数中的应用

提出一种估计概率分布参数的最小二乘法，这种方法以概率密度函数和频率间的关系为基础，通过对概率密度函数和频率间的关系进行合理的近似，建立求解未知分布参数的方程组，在求解过程中，将样本容量视为未知量，以简化求解过程。计算机模拟实例表明，这种方法求解出的未知分布参数精度较高，而且对于一些常见的分布函数，这处方法的求解过程十分简单。文中还通过计算机模拟对本文方法和极大似然估计法做了统计分析。     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

在金属超塑性状态下用工程计算法计算反挤压时变形力

本文采用工程计算法（即主应力法）对金属超塑性状态下反挤压时变形力进行推导,得到其单位平均压力,对锌铝共析合金作了计算,与试验所得值接近。可作为近似地变形力估算来参考采用。     

计算汽轮机动态特性的通用程序

本文介绍了在DJS-14机上计算汽轮机动态特性的通用程序及其使用方法。动态特性是衡量汽轮机组工作好坏的重要指标之一。在机组的设计、运行、调试时都要求进行动态分析或动态试验以保证机组有良好的动态性能。但要较精确而全面地计算动态特性各项指标,不仅很费时,甚至有时很困难,特别是当系统的数学模型阶数很高时更是如此。利用本程序可较方便地介决此问题,而且还可以进行大量的方案比较。使用时只需根据本文的规定,将系统的数学模型和相应的系数送入程序即可,程序本身不必作任何变动。     

考虑晶界效应的纳米压痕多尺度模拟

采用准连续介质多尺度方法,模拟铜薄膜的纳米压痕变形过程,为了研究晶界在纳米压痕中的效应,分别计算单层和双层薄膜两种情况,得到载荷—位移响应曲线。加载过程中,对薄膜内部变形比较剧烈的部分画出原子图,从微观角度分析产生剧烈变形的原因,对比两种情况下微观机理的不同。结果表明,在单层薄膜的压痕中,位错在压头左右两边的正下方-45°A处分别成核,随着加载的进行,在薄膜内部-130°A处第二次成核;在双层薄膜压痕中,位错同样在-45°A处成核,随着加载的进行向下移动,终止在晶界处,没有出现第二次成核;对比两种情况发现,晶界对薄膜的硬度影响不是很大,而对薄膜的应变能变化影响显著。     

切削工艺系统的残差问题

本文研究了工艺系统的动特性,提出了一种新的切削传递函数,分析了切削深度上的残留切削余量误差（简称切残误差或残差）及其幅频特性,给出了工艺系统静刚度、阻尼比控制和限制残差的公式。理论和实验表明,最佳阴尼比ξod可有效地抑制工艺系统中最常见的振荡残差,明显地提高切削加工质量。本文还从理论和实验上证明了切削工艺系统与一般机械系统的显著区别,澄清了传统理论中的一些模糊概念。     

采煤机端盘截齿载荷特性研究

为研究采煤机端盘截齿的载荷特性,以MG500型采煤机滚筒为研究对象,采用非线性动力学仿真软件LSDYNA建立采煤机螺旋滚筒与被截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了斜切工况下端盘截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明:斜切进割过程中,端盘截齿截割阻力和滚筒截割阻力矩随端盘截齿圆周切向安装角的增大而减小,随端盘截齿截距的增大而增大;滚筒截割阻力矩的特征值均随圆周切向安装角的增加其减小的趋势随之减缓,随截距的增大其增加的趋势也随之增强;为使滚筒拥有良好的截割性能,端盘截齿宜选用较大的圆周切向安装角和较小的截距。     

薄壁构件的长度对抗撞性影响的研究

基于显式有限元技术,采用响应面法,以结构的比吸能为优化函数,以提高吸能原件的抗撞性为目的,研究正方形截面金属薄壁构件的长度对抗撞性的影响;经过数值分析,得出正方形截面薄壁构件的比吸能关于构件长度和截面边长的变化规律,这些规律可以用于实际吸能原件的设计,并为进一步研究奠定基础.