动载荷作用下区分厚壁圆筒和薄壁圆筒的一个准则

从厚壁圆筒弹性动应力解出发,给出了厚壁圆筒内外径处的环向应力的简化计算公式,并提出了在动载荷作用下区分厚壁圆筒和薄壁圆筒的一个准则,认为当K≤1.14时,可以将圆筒视作薄壁圆筒。     

循环热-机械双轴载荷下薄壁圆筒的热棘轮极限

热棘轮失效是薄壁圆筒的主要失效模式之一,现有ASME锅炉及压力容器规范和EN13445等设计标准主要考虑环向应力,而未考虑轴向应力条件,使得设计结果可能偏于不安全。针对循环热-机械双轴载荷下薄壁圆筒热棘轮设计理论的不足,采用非循环分析方法系统研究双轴应力状态下薄壁圆筒热棘轮极限的解析解,重点考虑轴向压缩应力对循环温度梯度和稳定内压组合载荷下薄壁圆筒热棘轮极限的影响,并提出相应的设计方法,并采用有限元法对理论结果进行验证。结果表明,循环热-机械载荷下轴向压缩应力会显著降低薄壁圆筒的热棘轮极限,且理论解与有限元分析结果吻合良好,这说明此方法可用于循环热-机械双轴载荷及类似工况下薄壁圆筒的热棘轮设计限,具有良好的工程价值。     

含整圈周向内裂纹厚壁圆筒的极限载荷

基于von Mises屈服准则,考虑厚壁圆筒三向应力分布的不均匀性以及厚壁圆筒的几何特性,推导出了含整圈环向内裂纹厚壁圆筒在内压和轴向力共同作用下的理想弹塑性材料极限载荷表达式,并进行了有限元验证。结果表明,理论解与有限元结果接近,且理论解偏保守。     

热-机械载荷下厚壁圆筒自增强压力优化分析

理论上推导了厚壁圆筒在内压及热载荷共同作用下的最佳自增强压力,并基于ANSYS的优化分析结果对理论解进行了验证。结果表明最佳自增强压力的理论解与数值解一致,最大误差不超过1%;另外,不考虑热载荷进行自增强后,会增大工作状态下厚壁圆筒内外壁应力差,降低结构的疲劳强度;工程上可根据本文解析解进行自增强处理,以提高厚壁圆筒的承载能力。     

循环内压载荷下厚壁圆筒的棘轮极限

在循环内压载荷下,采用非循环法等方法推导了不同壁厚下厚壁圆筒的棘轮极限解析解,提出了相应的设计方法,并采用有限元方法进行了验证。理论解与有限元分析结果吻合良好。结果表明,此方法可用于循环内压载荷及类似工况下厚壁圆筒的棘轮极限设计,具有一定的工程价值。     

热-机载荷下厚壁圆筒自增强压力与安全性分析

推导厚壁圆筒在内压及热梯度载荷作用下的最佳自增强压力,并基于ANSYS优化分析结果对理论解进行验证.同时进一步探讨循环热机载荷下自增强对厚壁圆筒安定行为的影响.结果表明,不考虑热载荷时自增强处理会增大工作状态下圆筒内外壁应力差,从而降低结构的疲劳强度;当量纲一温度tn(0.75时,最佳自增强压力的理论解与数值解一致,最大误差不超过1%,而当0.75相似文献   

含缺陷自增强厚壁圆筒塑性极限载荷分析

基于有限元理论,建立内壁含椭球形凹坑的厚壁圆筒有限元模型,模拟厚壁圆筒自增强过程的应力应变。采用三种不同的方法计算含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒的结构极限载荷,给出不同尺寸缺陷对极限载荷的影响规律。通过对比自增强与非增强条件下的极限载荷,表明自增强技术不能有效提高厚壁圆筒的极限承载能力,但在结构极限载荷下,含凹坑缺陷的自增强厚壁圆筒存在一个缺陷尺寸相对不敏感区,对提高结构的安全性是有利的。     

正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力研究

针对正交各向异性与各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力差异,对不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力开展研究,给出了各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力与不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力,当失稳波数变化时,正交各向异性外压与各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力比发生突变,不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力有限元结果大于各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力有限元或标准结果,正交各向异性临界失稳压力解析解不适合第二种卷板方式。     

统一强度理论在厚壁圆筒自增强中的应用

采用统一强度理论分析了厚壁圆筒自增强中的一些关键问题,得出了非自增强厚壁圆筒弹性极限载荷和塑性极限载荷的统一解的形式,以及弹塑性界面上当量应力最小时的弹塑性界面半径,并导出了当材料拉、压强度不同,及考虑中间主应力的情况下,自增强处理不发生反向屈服时的圆筒径比。另外,利用统一强度理论公式比较了现有的几种强度理论在自增强分析中所得的结果。     

只有冲压外圈的滚针轴承压入环规时滚道直径变化量的计算

只有冲压外圈的滚针轴承压入环规时,可视为一厚壁圆筒与一薄壁圆筒的过盈配合。本文根据材料力学理论,推导出滚道直径变化量与外径过盈量计算式。附图1幅,表2个,参考文献4篇。     

薄壁件切削加工变形及补偿技术研究现状

薄壁件在航空航天领域有着广泛应用,由于薄壁件刚度较低,加工余量大,工艺性差,容易发生切削变形,因此被认为是机械加工中的难题。本文介绍了薄壁件的结构特点,分析了薄壁件切削变形的影响因素,表明材料与结构、装夹工艺以及残余应力的释放与重分布等是造成薄壁件变形的主要原因,并总结了目前国内外研究薄壁件变形补偿技术发展状况。     

齿轮旋压制造技术的研究现状及发展

现代旋压技术是一种先进成形工艺,成为小批量、多品种回转型薄壁壳体零件的重要加工方法。随着旋压技术的迅猛发展,旋压可加工的范围不断扩大。将旋压工艺应用于制造薄壁齿轮件成为一种崭新的尝试,其生产的工件和传统的齿轮制造工艺相比,具有高强度、高精度和一次成形等无法比拟的优点。对薄壁内齿轮旋压成形工艺和研究现状进行了介绍,并对齿轮旋压制造技术的研究前景作了展望。     

机载雷达馈线关键零件制造工艺研究

本文介绍机载雷达馈线中关键零件制造工艺技术、重点是介绍复杂开头高精度薄壁波导组件精加工和装配工艺技术。     

The contact problem for a viscoelastic layer and rigid cylinder during regular sliding

The contact problem is formulated for a rigid cylinder and viscoelastic layer in sliding. The solution of the contact problem is reduced to the solution of an integral equation the core of which possesses a logarithmic feature and contains a sum of nonintrinsic integrals. The method of solution of this integral equation is disclosed. The effect of the viscoelastic properties of the layer on the contact pressure distribution is analyzed. It is shown that the function of the contact pressure distribution can have two maxima. The obtained solution of the problem is compared with the analytical solutions for two limiting cases: the solution of the contact problem for a rigid cylinder and viscoelastic semispace described in the works of L.A. Galin and I.G. Goryacheva and the approximate solution of the problem for a thin viscoelastic layer. The developed method of solving the contact problem for a viscoelastic layer can be used to calculate the contact parameters in friction units with coatings from composite materials having viscoelastic properties.     

A new cylindrical shell finite element based on simple independent strain functions

The method, suggested in ref. 2, of forming curved finite element shape functions from simple independent generalized strain functions is applied to a rectangular cylindrical shell element. The resulting element has 20 degrees of freedom and satisfies the conditions for rigid body displacements and constant strain (in so far as this is allowed by compatibility equations). When applied to the pinched cylinder problem and to the solution of roof-type barrel vaults, the new element is found to show superior convergence, with decreasing mesh size, to that of all other rectangular elements for which results are available, and to the best triangular element if a solution-time parameter is used as a basis for comparison. The superiority of the new element is particularly marked when it is applied to thin, deep shells.     

基于UG的扁环薄壁弹性元件的设计与仿真分析

弹性元件是微喷阀中的关键部件,其性能直接影响到微喷阀工作时的可靠性和稳定性。针对微喷阀中弹性元件的受力和变形特点,设计了一种扁环薄壁弹性元件,推导并建立了其力学模型。运用有限元分析软件UG对该弹性元件进行建模,然后将模型导入UG中的高级仿真模块,分别进行了静力学强度分析和动力学模态分析。     

薄壁管材矫直曲率半径数学模型及其验证

矫直曲率半径作为矫直工序的核心工艺参数,对管材特别是薄壁管材的矫直精度起到决定性作用。而目前在薄壁管材的矫直生产中,仍然沿用经典理论的数据图表,结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立精确的矫直曲率半径数学模型以指导生产,为此基于薄壳构件弹塑性理论及其相关假设建立了针对薄壁管材矫直变形区的应力应变关系模型,进而对变形区弯曲力矩进行解析,运用经典卸载规律建立薄壁管材矫直曲率半径的数学模型方程,同时给出求解方法。通过有限元仿真分析和现场试验,并与经典矫直理论的计算结果进行对比,证明该模型在处理薄壁管材矫直问题时是正确和有效的,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。     

Contact problem for elastic layer and rigid cylinder with friction forces

The contact problem for the elastic layer of an arbitrary thickness and the rigid cylinder with friction forces acting in the contact area is solved and the solution is analyzed. Domains of applicability of the widely used solutions, i.e. the solution for a rigid cylinder and elastic half-space and the solution for a thin elastic layer, are determined for the contact under consideration. It is shown that for coatings from composite materials with a low elastic modulus both solutions can result in a significant error. Typical modes of the elastic displacement of the layer surface are given for different contact area width, Poisson’s ratio, and friction coefficient. The example of the calculation of the particular contact for the layer of the polymer composite with a low elastic modulus is presented.     

薄壁铝合金结构焊接应力变形数值模拟

实际结构焊接过程的三维数值模拟因为计算量大而往往难以进行。为了采用三维热弹塑性有限元方法对薄 壁铝合金结构的焊接过程进行数值模拟,提出了粘贴单元和混和单元两种网格划分技术相结合的单元划分方案进 行有限元建模,通过薄板对接模型试验验证了此方案的可行性,并研究了不同建模方案对计算效率的影响。将这 种单元划分方案应用到实际薄壁筒体结构焊接过程的数值模拟中,对焊接过程产生的残余应力和变形进行了成功 地预测。结果表明:对于薄壁构件,采用粘贴单元和混合单元相结合的单元划分方案可以在保证一定精度的前提 下,可大大减少有限元网格划分工作量,同时可降低计算规模,提高计算效率。     

多层预紧圆挤压筒的数值模拟和理论验证

大型挤压机用圆挤压筒一般都采用组合式结构以提高其强度。文中应用接触单元对组合式圆挤压筒在有无工作压力的受力情况进行了数值模拟，获得了应力以及位移的分布状部，并和由Lame公式所得的理论解进行了比较和误差分析，结果非常吻合，为多层套挤压筒设计提供了依据。