弹性复合圆柱滚子轴承接触特性分析

为探讨弹性复合圆柱滚子轴承滚动体与滚道的接触问题,首先采用有限元方法和经典赫兹接触理论计算方法对实心圆柱滚子轴承的接触应力与变形进行计算,并将两种方法得到的计算结果进行比较,比较结果表明:两种计算方法结果误差在10%以内,由此可知,有限元方法对计算轴承接触问题具有准确性。鉴于实心圆柱滚子轴承与弹性复合圆柱滚子轴承的内外圈接触副相似,可采用有限元方法对弹性复合圆柱滚子轴承接触应力分析。通过有限元方法对不同载荷下的弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力、接触半宽、接触位移以及接触应力沿轴向分布进行计算与分析,得到的结果表明:一定载荷下,弹性复合圆柱滚动体的接触位移及接触半宽随着填充度的增大而增大;不同载荷下,弹性复合圆柱滚动体接触应力及等效应力随填充度的增大均存在极小值,且随着载荷的增大,极小值呈一定规律变化。弹性复合圆柱滚子轴承较实心圆柱滚子轴承在接触应力方面具有明显优势,设计合理的填充度能降低弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力和改善"边缘效应"。     

预紧力作用下受拉层合板孔边接触问题研究

预紧力作用下受拉复合材料层合板连接件的孔边受载情况发生变化,对结构承载性能产生一定影响,以单钉双剪复合材料层合板为研究对象,给出了复合材料层合板螺栓连接孔边不同区域的接触边界条件,在此基础上建立三维有限元模型,对预紧力影响下的单钉双剪板孔边应力进行求解,获得了不同预紧力下孔边面内接触应力沿孔分布规律。结果表明:随着预紧力增加在连接孔的孔边接触区、过渡区和大部分非接触区,面内应力水平不断降低,但在孔的160°到180°的非接触区孔边应力取值出现一定上升趋势。     

非线性弹性隔套的应用

在研究后桥主齿总成结构及主齿轴承预紧原理的基础上,分析了影响主齿轴承预紧的主要因素及其影响机理,以及非线性弹性隔套的应用、设计方法。     

多层回转体预紧结构层间转动试验

为研究含黏弹性材料多层回转体结构在轴向振动作用下的层间转动特性,设计了多层回转体试验件,进行了黏弹性材料压缩力学性能研究,建立了考虑黏弹性材料非线性力学特性的结构动力学模型。基于模态试验考察了不同预紧力条件下结构的模态变化规律,在此基础上开展了随机振动环境下试验件层间转动特性试验,获得了确定的层间转动现象,并研究了不同振动量级及预紧力对层间转动的影响。基于随机振动试验获得了含黏弹性材料回转体预紧结构层间转动与否的预紧力、振动量级分界线。相关试验结果可为工程设计提供支持。     

多层波纹管非线性有限元应力分析

应用非线性有限元法，综合材料非线性、几何非线性、边界非线性，利用三维壳单元建模、边界非线性(接触)对层间关系，使层间形成接触对，建立多层波纹管非线性有限元模型。经过在AN-SYS平台上进行的非线性有限元分析计算和实验比较，得出计算结果和试验数据基本吻合。同时研究结果也证明了这是一种比较准确的研究方法，此有限元模型能够较好地模拟真实多层波纹管的特性。     

MEMS中基于制造工艺的多层材料结构分析

在 MEMS中,由于制造工艺的不同,形成了不同的多层材料结构.因此,在MEMS设计中必须针对多层材料结构形式进行分析.同时,由于它们的功能要求差异和使用环境的不同,必须对其进行必要的结构分析,以最佳的结构性能,最低的制造成本满足使用要求.文中提出MEMS中基于制造工艺的多层材料结构分析的方法.并应用该方法针对加速度微阵列式传感器进行结构分析计算,设计并制造了式样.在ENDVCO2270设备上进行测试,获得62500g的加速度测试值.     

三层预紧扁挤压筒变形及应力分布的数值模拟

基于ANSYS提供的FEM法，按接触非线性对大型整体壁板挤压用组合式扁挤压筒在未工作(仅受预紧作用)和工作(工作压力与预紧力综合作用)两种状态下分别进行计算，得出其变形及应力分布的一般规律，分析结果与用弹性力学基本公式及复变函数保角映射关系计算所得的解析解结果吻合，从而为组合凹模的结构优化和扁挤压筒的设计提供了技术支持。     

考虑层间摩擦的多层波纹管轴向刚度非线性有限元分析

利用ANSYS程序接触有限元方法对4层U型波纹管轴向刚度的线性和非线性特性进行了研究。首先建立了轴对称弹性单元（solid element）与接触单元组合的有限元模型，然后计算得到了该多层波纹管的刚度特性，尤其是在压缩时的非线性刚度，并且讨论了不同层间接触摩擦状态的影响，分析说明了多层间接触摩擦使波纹管轴向刚度具有非线性特征的机理。     

基于虚拟材料方法的螺栓预紧力模拟的研究

螺栓的预紧力是影响螺栓连接面力学特性的一个重要的因素,在精度需求较高的含螺栓连接的有限元分析中,需要考虑螺栓的预紧力。运用虚拟材料方法模拟模态分析中的螺栓预紧力,首先根据结合面的参数计算各个预紧力下的虚拟材料属性,在有限元软件中建立含虚拟材料连接面的模型,仿真得到螺栓连接板件的固有频率和振型。仿真结果跟模态实验结果一致,验证了采用虚拟材料方法模拟螺栓预紧力的有效性,为装配体的有限元建模提供了途径。     

牙轮钻头空心圆柱滚子接触状况的有限元数值模拟

以牙轮钻头滚动轴承为研究对象,对常规直母线圆柱滚子与内圈滚道的接触状况进行三维有限元数值模拟。在验证模型正确性和算法可靠性的基础上,对不同载荷和空心度下直母线空心圆柱滚子的接触状况进行有限元分析。计算结果表明,合理空心度的滚子可以降低轴承的等效应力,从而提高轴承的疲劳寿命;合理空心度的选取往往与轴承系统的材料参数、几何结构尺寸参数以及所受的外载荷等因素有关,但采用合理的空心度仍然无法消除滚子轴向端部几何边界突变处的奇异性。研究结果发现,空心滚子的最大法向接触应力和最大等效应力相对于轴向初始接触对称中心线发生了一定程度的偏移;在相同空心度下,等效应力与载荷并非正比关系。此项研究为通用空心滚子轴承在牙轮钻头中的承载性能预测和结构优化设计以及今后的推广应用提供理论参考。     

接触条件下组合结构的动力学分析

组合结构的动力学分析中因存在高度非线性的接触边界而成为有限元分析中的技术难点。文中直接采用接触单元和非线性算法,对组合结构进行模态计算和接触状态稳定性能分析。在分析接触算法中影响组合结构刚度矩阵变化的因素、在何种程度下可以将组合结构线性化的机理的基础上,讨论组合体受预紧力时的组合模态、不同摩擦因数对组合结构模态的影响,进行不同预紧力下组合结构抗干扰能力的计算。通过该理论得到的规律和结论可以指导其他组合结构的动力学计算,并且排除以往分析方法由于使用人员不同、分析经验不一样而导致的计算结果随机性和不正确性,对组合结构的动力学分析提出新思路、新方法。     

多晶体材料微结构弹性性质的数值统计分析

以计算微观力学的分析观战力图在清晰的物理，几何图像下，应用多域边界元数值算法，对工程机械中承力构件常见的合金材料微结构的弹性性质进行为数值仿真由仿真所获得的弹性应力应变数据，采用ＥＤＦ统计量进行拟合优度检验，获得了材料微结构表观弹性参数的数值统计规律。     

滚动轴承弹性接触动态特性有限元分析

滚动轴承弹性滚动接触动态特性直接影响转子系统的精度及动态特性,针对滚动轴承弹性滚动接触动态特性问题,以深沟球轴承61914为例,在同时考虑内环、外环、滚珠及保持架变形的情况下,建立滚动轴承三维弹性滚动接触有限元模型,采用有限单元法计算滚动轴承在不同转速、径向力及轴向力等载荷工况下滚动轴承的接触应力及滚珠与内环的运动状态。结果表明,有限单元法能在满足高精度计算的情况下求解各种复杂工况下的滚动轴承动力学特性,为进一步研究滚动轴承弹性滚动接触动态特性提供有力的研究方法。     

基于模具解析描述的两维金属成形模拟中的通用接触处理方法

接触处理方法是影响有限元数值模拟精度和效率的关键因素。针对两维金属成形中模具可以用线段和圆弧分段解析描述的特点 ,提出了一种通用的 ,以节点位置和边界约束修正为核心的接触处理方法 ,它具有较高的计算精度 ,可以真实反映金属和模具之间的接触状态。     

含接触问题多孔连接结构的多裂纹裂尖应力强度因子研究

多孔多裂纹损伤结构的安全问题是当今航空工程中非常关注且亟待解决的问题,特别是对其断裂特性及裂尖应力强度因子的研究,从分析方法到数据结果都十分缺乏。文中运用考虑销钉与结构板件间接触的有限元分析方法,建立合理的计算模型,为多孔多裂纹裂尖应力强度因子提供可靠、可行的分析途径。通过大量计算,给出典型多孔结构多裂纹应力强度因子计算结果曲线及图表,分析其相互影响规律及破坏特性,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据。     

抽油机井油管接头弹塑性接触有限元分析

对油管接头进行弹塑性接触有限元分析，给出其应力分布规律，找出应力集中区即螺纹尾部第一啮合齿根；讨论各种载荷及锥度偏差对应力分布的影响，得出拉伸载荷对油管应力应变场的影响很大；油管极大锥度、接箍极小锥度使油管接头螺纹尾部第一啮合齿根应力集中区进一步扩大，而油管极小锥度、接箍极大锥度则会造成油管在端部附近断裂或粘扣，这两种情况都比较危险，因此在使用中应尽量限制锥度偏差。同时也对公称锥度的油管接头进行在循环载荷作用下的有限元分析，确定油管的疲劳失效类型属于高周疲劳。     

深海采矿扬矿管非线性偏移特性研究

由于受海流及采矿船的拖航作用,深海采矿扬矿管会发生大偏移,这属于几何非线性问题。将扬矿管简化为非线性梁单元,利用T.L.描述方法建立了有限元模型,运用能量法推导了刚度矩阵,给出了液动力的计算方法及增量步内的Newton-Raphson迭代求解方法。分析了不同拖航速度、缓冲矿仓质量以及扬矿管与采矿船连接方式对扬矿管偏移的影响。计算结果表明,拖航速度和缓冲矿仓质量对扬矿管偏移有很大影响,而扬矿管与采矿船的连接方式对扬矿管的偏移几乎没有影响。为采矿系统的合理设计提供了理论分析方法和设计依据。     

法兰环切口对连接力学行为的影响分析

按工程简化方法设计的法兰连接结构偏于保守,不能满足结构轻量化的设计要求.根据受载时法兰环中应力分布不均匀的情况,可以通过在法兰环上预制切口提高结构效率,为研究在法兰环上预制切口对连接力学行为的影响,采用三维非线性有限元法,对三种带切口和无切口法兰进行力学分析和讨论.研究结果表明,预制切口对连接力学行为有影响;预制切口后,局部连接刚度改变,法兰弯曲和扭转变形增大,连接面张口间隙和弯曲应力均增大,切口体积是影响上述变化的主要因素;预制切口对接触面应力分布有影响,切口能够改善接触应力的均匀化程度.     

约束层阻尼板的有限元建模研究

粘弹性材料（VEM）的本构关系随频率和温度的变化而变化，对粘弹结构难以进行动特性分析及控制研究。基于Hamilton原理，给出了一种建立约束层阻尼（CLD）板动力学方程的新建模方法，建模时，考虑到VEM的纵向位移影响，并引入虚拟自由度，导出了标准二阶定常线性系统模型，从而避免因粘弹性材料导致的高阶非线性方程。采用GHM方法描述VEM的本构关系，它能直接与有限元法融合。算例分析了夹芯层为ZN—1型粘弹性材料的CLD悬臂板的动态特性，并与相关文献中的计算及试验结果进行比较，计算结果更加准确，表明新建模方法是准确的。     

孔蚀对飞机结构静强度影响规律研究

讨论不同服役年限下,不同腐蚀坑深度、腐蚀坑间距对飞机前梁静强度的影响规律,给出某一腐蚀条件下机翼前梁静强度下降规律.