推进电机空心轴的接触非线性有限元分析

根据接触非线性理论,利用有限元软件ANSYS对推进电机空心轴与过盈套筒之间的接触作用进行了模拟计算,分析结果得出在设计计算中应考虑热套简作用的结论,同时计算结果为空心轴的设计以及转子结构设计提供了理论依据.关键谲:接触非线性;有限元分析;空心轴;热套筒;应力     

基于FEA的某试验装置改进设计及力学分析

根据接触非线性理论,建立了某试验装置加载轴与键、键与套筒联轴器之间的接触作用力学方程,并利用通用有限元分析软件ANSYS较为精确地计算了加载轴、键与套筒联轴器的应力场及变形,其结果为以后的试验装置及工程结构设计提供理论依据及设计参考。     

复合材料太阳帆板连接架强度的有限元分析

采用三维等效法计算复合材料的等效刚度常数,建立复合材料太阳帆板连接架的均衡三维有限元模型,分析其应变分布情况;根据霍夫曼失效准则,得到太阳帆板连接架不同部位的强度包线,并与有限元模拟得到的应变进行对比,以对连接架结构强度进行校核;对复合材料太阳帆板连接架进行静力试验,对有限元分析结果进行试验验证。结果表明:采用有限元模拟得到太阳帆板连接架在外加载荷作用下的应变分布结果与试验结果较接近,主梁与套筒连接处0°方向应变的相对误差小于9.00%,90°方向应变的相对误差比0°方向的略大,最大相对误差为13.30%;太阳帆板连接架结构强度的校核结果与静力试验结果相吻合,接头端部和套筒拐角位置为薄弱环节。     

基于TRIZ理论的套筒联轴器改进设计

针对套筒联轴器拆卸时被连接轴需作轴向移动,维修不便的问题,运用TRIZ理论和方法,分析了套筒联轴器存在的技术矛盾,构建了矛盾矩阵表,在表中给出的发明原理中,选用分割原理、局部质量原理和预先作用原理对套筒联轴器进行了改进设计;通过强度计算给出了合理的设计参数,通过有限元分析验证了结构设计的合理性;改进后的套筒联轴器具有定位准确、连接可靠、结构简单等优点,扩大了其应用范围。     

废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰泄漏原因探讨

针对废热锅炉与乙烯裂解炉出口管连接法兰经常出现泄漏的问题,对法兰外表面温度进行了测量,并采用有限元分析软件ANSYSY模拟了裂解炉炉管对法兰的作用力。由法兰测量温度计算出螺栓的热应力较大,同时发现法兰存在着明显的周向温差,这些因素会严重影响法兰的密封性能。数值模拟结果表明：炉管对法兰的作用力主要是沿Y方向上的拉力和绕Z轴的弯矩。操作时螺栓的热应力与辐射段炉管对法兰作用力引起的螺栓最大附加应力之和过大,因此,在法兰、垫片和螺栓设计时必须重视这些影响因素。螺栓套筒可以起到补偿螺栓热应力的作用,当螺栓和套筒做成等截面、同材料、同温度、等长度时,螺栓在有套筒时承受的附加热应力仅为无套筒时的1/3。采用套筒可以有效改善法兰密封性能,具有实际意义。     

焊接顺序对X80钢管道B型套筒熔化极活性气体保护电弧焊接残余应力的影响

基于X80钢大尺寸管道与B型套筒间熔化极活性气体保护电弧焊环焊缝的热源与本构方程,建立焊接接头的有限元模型,模拟了左右两端同时焊接、左右两端交替焊接以及左右两端先后焊接3种焊接顺序下焊接接头的残余应力分布,并通过盲孔法验证模拟结果的准确性,讨论了焊接顺序对焊接残余应力的影响规律。结果表明：焊接接头的最大残余应力均位于外壁面距盖面焊道1.8～3 mm内,不同焊接顺序下管道和套筒左右两端残余应力分布规律相近;左右两端同时焊接顺序下管道和套筒的峰值残余应力最大,均位于外壁起焊点附近;有限元模拟结果与试验结果的相对误差小于9.15%,模拟结果较准确;左右两端先后焊接顺序对最大焊接残余应力的影响程度最小。     

机车电机小齿轮轴油槽结构优化的有限元分析

牵引电机小齿轮轴的失效是其油槽边缘处的旋转弯曲微动疲劳所致。采用ABAQUS有限元软件,模拟倒圆曲率半径对小齿轮轴的疲劳寿命的影响,并利用SWT多轴疲劳准则对结构优化的结果进行了分析。有限元分析结果与失效分析的结果有很好的一致性;SWT参数可很好地预测微动疲劳裂纹萌生位置;适当增加小齿轮轴油槽的倒圆曲率半径,可以提高小齿轮轴的微动疲劳寿命。     

汽车发动机正时套筒链道路试验及磨损特性研究

通过道路试验研究,分析了汽车正时套筒链的磨损机制及销轴和套筒的磨损表面形貌。结果表明:在压力喷油润滑条件下汽车正时套筒链的磨损机制是以疲劳磨损为主,并伴有磨粒磨损;摩擦热导致位错密度下降是销轴和套筒摩擦表面循环软化的主要原因;随着道路试验里程的增加,由于微动磨损的不断加剧,其销轴与外链板孔、套筒与内链板孔的联结牢固度在逐渐降低。     

桥塞中金属密封套筒的有限元分析与实验研究

针对目前深层开采石油导致的井下工况越来越恶劣的难题,为了替代原有的橡胶密封组件,设计了一种新颖的金属密封套筒结构。简要介绍了该密封工具的主要结构及密封原理。通过有限元方法,分析了密封组件在外层套管约束下的变形和受力情况,得出了套筒径向变形、接触应力和外加载荷之间的关系。根据所设计的套筒结构进行了坐封试验。实验结果表明外加载荷与下压位移的关系与仿真结果大致吻合,验证了模拟参数的准确性,初步验证了该结构的可行性。     

基于ABAQUS的套筒过盈配合有限元接触分析

文中给出了套筒过盈配合的接触有限元分析结果,并与理论分析结果进行对比,验证了有限元接触算法对过盈配合分析的有效性,对结构设计有一定的借鉴意义.     

磁力齿轮内转子护套过盈量计算及其应力分析

针对磁力齿轮中转子在旋转时产生的离心力容易导致表贴式永磁体损坏的问题,将一个高强度过盈配合的保护套应用到永磁体的保护中。对内转子保护套与永磁体间的过盈配合量及其应力的计算方法进行了分析,对一台内转子速度为56 r/min,传动比为8的磁力齿轮,计算了内转子护套和永磁体的应力值以及护套的过盈量,并根据计算出的过盈量利用ANSYS Workbench15.0分析了护套和永磁体的应力,通过建立试验平台对稳定运行一段时间的样机进行了拆分,观察护套效果。研究结果表明:仿真结果接近理论计算值,内转子护套表面光滑无凸起,证明数值计算的准确性,该护套可用于保护永磁体。     

轧机油膜轴承锥套接触疲劳损伤的机理分析

研究了油膜轴承锥套与辊颈接触表面在轧制载荷作用下发生微动疲劳损伤的力学机理。在分析油膜轴承油膜压力分布特征的基础上,采用有限元法给出了锥套与辊颈接触区边缘产生接触应力集中和微滑移的分布规律,阐明了弹性结合连接的锥套与辊颈接触表面产生微动疲劳损伤的原因。利用断裂力学裂纹尖端应力场与接触边缘区域应力局部渐近场的等效原则,给出了疲劳裂纹自点蚀处萌生与扩展的力学条件。上述结果为锥套和辊颈的实际损伤状态及模拟试验所验证。     

高速永磁电机转子护套过盈配合量计算及应力分析

高速永磁电机的永磁体抗拉强度很小,不能承受转子高速旋转产生的离心力,因此需要一个过盈配合的高强度防护套对永磁体进行保护。主要分析了转子护套和永磁体间过盈配合量及应力的计算方法,对一台额定转速60 000 r/mim的高速永磁电机,计算了过盈量的值以及护套和永磁体的应力,并根据计算的过盈量采用ANSYS Workbench12.1分析了护套和永磁体的应力。结果表明,理论计算值与ANSYS的仿真结果接近,能够满足高速下保护永磁体的要求。     

飞轮储能系统中高速电机转子的分析设计

为解决表贴式永磁电机在高速场合下运行的问题,针对高速发电/电动机的转子设计,对转子强度与转子涡流损耗两个问题进行了研究,对一台应用于飞轮储能系统中80 kW表贴式高速永磁无刷直流电机,使用解析法研究了过盈量、保护套筒厚度与转子机械性能之间的关系,开展了定子槽口宽度、气隙长度、护套厚度等参数对转子涡流损耗的影响,得出了减小定子槽口宽度、增加气隙长度、减小护套厚度可以降低涡流损耗的结论。在保证强度的前提下,进行正交分析,得出了一套可以降低转子损耗,提高材料利用率的优化的定转子方案。使用有限元法对方案进行了验证。研究结果表明,该转子设计合理可靠,可以满足设计要求。     

VC轧辊心轴与辊套过盈量的确定

辊套与心轴之间的过盈量δ,是VC(Variable Crown)轧辊系统的关键结构参数之一。从满足其使用性能要求出发,研究了δ的大小对VC轧辊的强度和密封性能的影响,提出了过盈量的选取原则和选取方法。根据该研究结果．心轴与辊套过盈装配后,配合区内端点处的相当应力最大;将在最大控制压力作用下,辊套获得等强度的配合内表面为过盈量的选取准则,可满足VC轧辊的强度、刚度和高压密封要求。     

油膜轴承锥套过盈装配过程中的压力分布及损伤

针对1580 PC热板带连轧机油膜轴承在装拆与使用过程中的锥套损伤问题,建立锥套装配的边界元力学模型及边界条件。利用三维弹塑性接触问题边界元法定量分析轧机油膜轴承锥套与轧辊辊颈过盈装配过程中的变形和载荷特性,通过设定不同加载模型的参数,对锥套装拆过程进行数值模拟。讨论油膜轴承偏载时锥套接触应力和变形对锥套与辊颈损伤的影响,得出装拆过程中不同胀型压力和轴向推力条件下的应力和应变变化规律,找出导致锥套损伤的根本原因,给出防止锥套与辊颈装配过程损伤的具体改进措施。利用制造出的两台轧机油膜轴承样机试验验证理论分析结果的正确性,并且找到油膜轴承损伤的根本原因。     

油膜轴承锥套过盈装配的耦合变形分析

针对油膜轴承的锥套与轧辊辊颈通过液压胀型实现过盈配合的装配方式，以及锥套和辊颈在工作中所产生的表面损伤特点，采用接触问题有限元法分析了锥套装配过程中不同工况引起的接触状态分布形式和变形耦合特征，讨论了锥套变形对其工作性能的影响。     

基于接触非线性理论的高速电机转子过盈配合分析计算

根据接触非线性理论,建立了某高速电机转轴、套筒和转子铁芯之间的过盈配合计算模型,较为精确地计算了多个配合接触面之间的接触压力和相应构件的应力与变形情况及从静止到旋转的变化过程,得出了一些有益的结论.为以后的高速电机多个配合面之间过盈量的设计提供了很好的理论依据.     

轧机油膜轴承锥套微动损伤机理和多极边界元法

为揭示大型轧机油膜轴承等过盈量弹性结合锥套与辊颈粘结事故的产生机理,采用多极边界元法定量描述锥套与辊颈在液压胀形装配过程中的接触应力分布规律,发现锥套与辊颈装配就位时两端区域接触压力高度集中现象,其最大值超过辊颈屈服极限致使辊颈表面生成对应塑性变形的高应力区.通过过盈配合轴套与悬臂轴组成的旋转试验装置,对油膜轴承锥套与辊颈在轧制负荷下进行微动损伤模拟试验,证明辊颈与锥套随着轧辊转动存在相互微动现象,讨论轧制过程中锥套与辊颈两端高接触应力区域微动疲劳损伤导致两者发生粘结的机制.阐明等过盈量弹性结合锥套结构的不合理性,否定原有锥套淬火硬度低而导致粘结事故发生的观点.     

压气机叶轮-轴套-轴摩擦接触的有限元分析

以某柴油机涡轮增压器的压气机为例，基于多重子结构技术，建立了增压器压气机叶轮、轴套和轴的三维整体有摩擦弹性接触的计算模型，采用有限元参数二次规划法，对其进行有限元分析。针对不同的过盈量、摩擦因数、轴套壁厚和转速进行计算，获得了叶轮、轴套与轴之间接触应力的分布规律。分析表明，随着叶轮与轴套间过盈量的增大，轴套的外表面与内表面的接触应力是线性增大的，而且内表面的接触应力增加较为迅速，这对于确定合理过盈量和改进设计具有参考意义。