江顺大桥380t架梁吊机的设计与应用

采用MIDAS建立架梁吊机模型,对满载、最大前悬臂、整机纵移工况下架桥机受力、变形进行分析。架梁吊机通过变频调速及液压技术,实现梁段的竖向、横向和纵向的调整。能适应江顺大桥中边跨合拢段、中跨合拢段、标准梁段和过渡梁段的吊装。     

周边桁架式索网天线型面的快速调整方法

提出了一种周边桁架式索网天线型面的快速调整方法。以最大误差节点及结构基频为判定条件,首先给出最佳待调整索段的确定方法,在此基础上,以最佳待调整索段的调整量为设计变量,型面误差为目标函数,索网应力为约束条件,建立了索网天线型面优化调整的数学模型。数值算例结果表明,所提出方法具有很好的收敛速度,调整工作量较小。     

箱梁式无轴摩天轮的温度效应分析与合拢温度研究

箱梁式无轴摩天轮属于大跨度钢结构游乐设备,分析安装施工中环境温度的变化对其超静定结构的影响,是有效控制结构应力和变形的关键.基于ANSYS对嘉兴市箱梁式无轴摩天轮进行钢结构温度效应和合拢温度模拟计算,通过变形云图和应力云图分析了温度效应的变形影响、应力对合拢温度的影响,选择出最佳的合拢温度.研究结果已成功用于工程施工,可为解决同类工程问题提供技术参考.     

跨公路预应力桥梁悬臂浇筑连续梁施工

以滨海新区跨高速公路应力桥梁为工程背景,对悬臂浇筑连续梁施工重难点进行了分析,提出以挂篮安装、模拟压重试验、混凝土浇筑、预应力施加、压浆、合拢施工为主的跨公路预应力桥梁工程的悬臂浇筑连续梁施工关键技术。结果表明,臂浇筑连续梁在项目施工效率方面彰显了独特的优势,具有一定的实用价值。     

新型航空测量耙振动应力测量方案设计

研究了配装某型飞机发动机的新型复合结构航空测量耙的组成结构,使用ANSYS软件对其进行了模拟分析。基于有限元分析结果,对新型航空测量耙振动应力测量方案进行了设计,并对方案的有效性进行了评估分析。分析结果表明:方案设计拟定的各振动应力测点的最大拉压应力较对应截面的最大拉压应力的误差不超过2.5%,低于工程可接受的误差要求,说明新型航空测量耙振动应力测量方案设计合理有效。     

泰州长江公路大桥中塔D0节段制造技术

泰州长江公路大桥为三塔两跨悬索桥,其中中索塔为钢结构,钢塔纵向为人字形,横向为门式框架结构。D0节段是整个钢塔与混凝土基础的连接节段,位于塔柱底部直线段内。文章介绍了D0节段的结构形式、制造难点、制造工艺方案及焊接等。     

气膜结构对长光栅刻制气浮平台气膜特性的影响

为满足长光栅刻制气浮平台的设计要求,通过建立气浮导轨上气膜面的有限元模型,以承载能力、耗气量及流场"死区"速度作为性能指标,分析不同的节流器和均压槽形式对气浮导轨气膜特性的影响。结果表明:不同的导轨结构会造成压力场特性发生变化,进而影响气膜承载力、死区速度及耗气量;3×3节流器王字型均压槽的结构形式能有效提高承载能力,消除速度死区,且耗气量未明显增加,该结构能满足长光栅刻制对气浮平台长时间工作的要求。     

螺距误差下的螺纹副应力分布及其对装配预紧力的影响研究

螺栓连接结构中的螺纹副和端面接触应力分布规律对装配预紧力以及连接可靠性起着关键的作用,螺纹加工过程中所产生的螺距误差使理想条件下的接触应力发生变化,其导致的螺牙啮合顺序变化不仅会影响螺纹副的应力分布还会对端面的应力分布产生影响,使螺栓拧紧过程中的扭矩与预紧力关系也随之发生变化.针对上述现象,以M10螺栓连接为例,建立了考虑螺距误差下的螺牙啮合理论模型,揭示了应力重分布的产生机理;建立了全参数化的螺栓拧紧过程三维有限元模型,分析了不同的螺距误差分布模式对螺纹副应力、端面应力以及螺栓装配预紧力的影响规律,并通过对内外螺距的选配实现了螺纹副应力均匀分布.最后,通过单螺栓拧紧实验建立了螺距误差与螺纹摩擦扭矩、端面摩擦扭矩以及螺栓预紧力的关联关系,验证了仿真模型以及上述理论的准确性.     

受均匀内压作用涡旋齿根等效应力简化计算

提出受均匀内压作用的涡旋齿根等效应力的简化计算方案,对所建立的72个涡旋体有限元模型施加端面固定约束和不同内压进行模拟,由模拟结果分析,并经规划得到了简化计算公式.研究表明:不同参数的涡旋齿根等效应力分布规律基本相同,随展角呈指数分布,与涡旋齿高和内压呈线性关系.涡旋齿末段对应展角大约为π/2的部分与其余部分应力分布差别明显,与末段大约涡旋齿理论初始展角α对应的部分应力变化急剧.在不考虑涡旋齿根部应力集中的情况下,涡旋齿根等效应力可进行分段简化计算.大量实例证明:除末段α部分外,简化计算的结果与有限元模拟结果误差较小,最大误差不超过5%.     

组合载荷作用下开孔接管结构强度性能的研究

带接管内压圆柱形容器通常受到内压与接管弯矩的组合作用,接管弯矩会影响内压圆柱壳开孔接管结构的强度性能。在内压与接管弯矩组合作用下,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器开孔接管结构强度性能进行试验研究和有限元分析,考察内压与接管纵向弯矩、内压与接管横向弯矩组合作用下容器开孔接管区弹性应力分布、应力集中、开孔接管结构的变形规律及塑性极限载荷等。结果表明,载荷大小相同时,横向弯矩作用产生应力增量较纵向弯矩作用产生应力增量大,横向弯矩对内压容器开孔接管结构强度较危险。内压作用在开孔接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。较小值的内压作用可减缓开孔接管结构弯矩作用下的变形,内压能降低开孔接管结构的纵向极限弯矩,较小内压能增加开孔接管结构的横向极限弯矩。     

精密主轴回转误差测试的偏心分析

对精密主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理进行了深入分析,指出了消除偏心时的一些误区,提出了合适的偏心消除方法,设计了螺钉调整和敲击调整两种偏心调整装置,实验证明敲击调整方案更具操作性和实用性,可使偏心稳定调整到0.5μm以下,对提高精密主轴回转误差的测试精度具有一定意义.     

酒杯型输电塔损伤定位的识别方法

针对酒杯型大跨越输电塔结构在塔头节段具有刚度突变的特性,建立了基于模态双指标的损伤定位方法。通过对现有模态指标的对比,提出首先采用振型差指标判断酒杯型输电塔刚度突变处是否损伤,再利用模态柔度改变率指标定位输电塔其他节段的损伤,以克服单一模态指标易误报警的缺陷。分析了模态识别误差、不完备测点和环境因素对模态双指标方法的影响。采用实塔数值模拟分析的结果表明,该方法能根据环境激励较为准确地识别损伤发生的部位,测试误差、环境等因素对其损伤定位功能的影响较小,为该类塔架结构长期在线健康监测提供了损伤识别的方法支撑。     

连杆加工工艺过程对其残余应力及变形影响研究

为了深入研究加工工艺对连杆变形的影响,首先采用"生死单元"方法,基于不同工艺阶段连杆的几何形状建立相应的有限元模型。其次,针对不同工序顺序、回火温度、以及约束方式下的平行度和基本尺寸的影响进行分析,获得加工变形最小的加工工艺方案。最后,基于最优方案对连杆的残余应力与变形分布进行研究。结果表明:当加工工序为铣两平面、钻小头孔、锯开连杆、装配和车大头孔,回火温度为640℃,约束方式为小头孔时,平行度误差最小;回火温度对连杆的基本尺寸影响较大,而约束方式和工序顺序影响较小;加工完成后,连杆内部为拉应力,表面为压应力且最大变形出现在大头孔处。     

土压平衡盾构机盾壳的应力分析及改进

根据土压平衡盾构机的工作地质环境,分析计算盾壳结构在实际工作中所承受荷载类型及大小,结合盾壳的设计原则,确定盾壳结构应力分析需设置的边界条件;对方案结构进行合理简化处理,采用Ansys有限单元法对盾壳进行应力分析,计算分析过程采用8节点壳单元用以提高分析精度和计算效率,根据相应工况下计算结果给出盾壳结构补强及缓解消除应力集中的解决措施,为土压平衡盾构机盾壳设计及分析提供技术参考。     

大跨弦支穹顶结构的振动模态与地震响应分析

针对常州市体育中心体育馆屋盖采用的大跨椭球型弦支穹顶结构,利用大型有限元软件ANSYS建立了三维空间有限元模型。基于子空间迭代法求解了结构的振动模态,采用考虑结构静力初始状态的非线性动力分析方法,分析了结构的地震响应。研究结果表明:大跨椭球形弦支穹顶结构的自振频率比较密集,一阶振型为结构沿短轴方向的反对称振动;结构在地震激励下的位移、应力和索力变化均较小;有杆件初始弯曲时结构的最大响应增加,最大误差不超过5%;从整体上看,大跨椭球形弦支穹顶结构具有较高的整体刚度和良好的抗震性能。     

基于流固耦合分析的超高速微切削空气静压电主轴支承结构优化

借助有限元分析软件ANSYS对具有不同支承结构的超高速微切削空气静压电主轴进行全参数三维实体建模,运用流固耦合的有限元方法分析电主轴的各种结构方案,并进行承载特性分析对比,优选出空气静压电主轴的支承结构。结果表明,前支承对电主轴的承载影响最大,主轴悬跨段的设置对提高承载性能的贡献较小,为加强主轴刚性,可以选择主轴前段采用多排孔轴承的支承结构。     

基于ANSYS的凹凸管法兰系统密封性能研究

运用ANSYS有限元分析软件,建立凹凸管法兰系统的热-结构数值模型,对系统内各组件的应力与温度对系统密封性的影响规律进行分析。结果表明:法兰管道与螺栓外侧法兰外缘所受应力相对较小,螺栓内侧法兰所受应力相对较大;在预紧、预紧+内压、预紧+内压+温度3种工况下垫片的径向应力过渡方式均为由大变小再变大的变化趋势,且在预紧工况下垫片的压应力最大;自螺栓底面至顶面螺栓轴向应力呈逐渐增大再减小的变化趋势。     

基于ANSYS 的多层堆叠模块焊接残余应力分析及选材优化

分析了某多层堆叠模块的焊接残余应力,讨论了各功能层不同选材、焊接顺序对模块残余应力的影响,并给出了优化方案。利用 ANSYS 软件进行有限元分析计算,采用 ANAND 本构模型描述焊锡的黏塑性行为,采用基于接触的多点约束(Multi-point Constraint, MPC)算法实现焊锡层与功能层的跨尺度自由度耦合。计算结果表明,焊接顺序对模块残余应力影响较小,各功能层的选材需要综合考虑模块变形及应力安全裕度。刚度较大的底板层可以同时降低模块变形和高温共烧陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramic, HTCC)层应力。热膨胀系数较小的盖板层可以降低 HTCC 层应力,但会增大模块整体变形。底板选用 Al/ SiCp(65%),盖板采用可伐合金,可以得到变形及应力安全裕度均满足要求的方案。     

三角形摩擦块粉末压制模拟分析

三角形摩擦块在压制过程中出现裂纹、掉角等缺陷,严重影响压坯的使用性能。采用MSCMarc软件对三角形铜基粉末冶金摩擦块的压制过程进行有限元模拟分析,研究压制方式、摩擦因数、保压时间等参数对摩擦块的应力及相对密度分布的影响。结果表明：与单向压制方式相比,双向压制制备的粉末压坯相对密度较大,密度均匀性好;摩擦因数对摩擦块相对密度和等效应力分布的影响较大,摩擦因数越小,摩擦块密度均匀性越好,等效应力越小且分布越均匀,而保压时间对摩擦块相对密度和等效应力分布的影响较小。对原压制工艺进行改进,提出较为经济实用的压制工艺方案。     

液压缸活塞变间隙密封结构形状研究

变间隙密封液压缸的核心部位是活塞唇边,间隙的变化主要体现在活塞唇边变形上。应用弹性力学中悬臂梁结构的应力函数解对唇边变形进行理论分析,推导出了唇边变形公式。利用有限元软件仿真模拟不同的唇边结构在不同压力工况下的变形情况,找到了变间隙密封活塞唇边变形特点和影响因素。比较了实验测试变间隙密封液压缸内泄漏量与理论变形曲线计算的泄漏量,结果显示两者误差在允许范围内,证实了仿真的正确性。