注塑模斜推杆机构强度分析及其结构尺寸研究

采用ANSYS有限元分析方法分析了圆形截面斜推杆和方形截面斜推杆的应力状况,通过试验数据对比分析了两者的强度性能.以单个几何参数为变量使用APDL语言建立了有限元参数化分析模型,研究了各个几何参数与方形截面斜推杆的强度关系,为模具设计制造过程中选用斜推杆类型和几何参数提供了理论参考.     

某柴油发动机主轴承盖螺栓的动力学性能分析

主轴承盖螺栓作为发动机中重要的紧固零件,因工作中承受着复杂的动态激励载荷容易发生疲劳失效。在考虑装配预紧力、曲柄连杆惯性力和气体作用力的情况下,采用有限元方法建立了主轴承盖螺栓联接结构动态分析力学模型,分析了主轴承盖螺栓在复杂激励载荷下的应力分布特点,探讨了装配预紧力、曲柄连杆惯性力和气体作用力等重要工作参数对螺栓螺纹牙根部和最大应力截面中心区域应力分布的影响。结果表明,气体作用力是主轴承盖螺栓重要的外部冲击载荷;主轴承盖螺栓最大应力截面中心区域等效应力随着预紧力的增加而增大;工况(转速)对主轴承盖螺栓的受力影响不显著;螺纹牙根部最大应力区域径向等效应力在螺纹牙根部附近急剧下降,其后至螺纹中心逐渐减小。研究对主轴承盖螺栓可靠性和疲劳寿命设计具有一定的理论参考价值。     

包含颈缩失稳的中厚钢板应力应变关系

为弥补传统引伸计在颈缩区域测量方面的不足,提出一种基于三维数字图像相关(3D-DIC)技术的截面分析方法。以轧制方向为0°的QStE700中厚钢板为研究对象,采用截面分析方法获得单向拉伸过程中截面几何形貌及面积,确定颈缩失稳发生时刻,并分析包含颈缩失稳的应力-应变演化过程及截面积变化规律。利用改进的Bridgeman方程对颈缩失稳后的真实应力-应变曲线进行校正,获得包含颈缩失稳的中厚钢板等效应力-应变曲线。分别以传统的幂指硬化曲线和改进的等效应力-应变曲线为本构模型,建立中厚钢板单向拉伸有限元仿真模型,获得截面积随时间变化曲线及载荷与位移关系曲线。结果表明,以改进的等效应力-应变曲线为本构模型的仿真结果与试验结果吻合较好,验证了基于3D-DIC技术的截面分析方法的正确性。此方法可用于描述包含颈缩失稳的整个拉伸过程。     

响应面法在机匣螺栓连接结构多目标优化中的应用

将有限元法和最优化方法结合起来,可以很好地实现航空发动机机匣螺栓连接结构的多目标优化设计。结合正交实验设计和响应面法来确定螺栓连接结构的几何尺寸组合,利用APDL语言对不同参数组合条件下的螺栓连接结构进行参数化建模和应力场分析,获取最大等效应力和质量的响应面模型,然后通过多目标模糊优化设计方法计算该结构的最优几何参数。计算结果表明,优化结构参数后的螺栓连接结构最大等效应力比原结构下降了23.5%,质量减轻了6.2%,这为机匣结构设计和发动机减重提供可靠的参考依据。     

机械结构中螺栓结合面动力学建模准确性分析

机械结构中螺栓结合面动力学建模的准确性会直接影响其固有频率的准确性。通过计算模态分析与实验模态分析,以某床身螺栓结合面为例,对比分析了弹簧阻尼单元法与虚拟材料法等效螺栓结合面动力学模型,发现运用虚拟材料法等效螺栓结合面动力学模型准确性更高。     

两种截面结构车架纵梁轴向碰撞性能分析

运用非线性有限元理论建立了方形和方锥形2种不同截面薄壁直梁的有限元模型,研究了这2种截面薄壁直梁结构在轴向冲击载荷作用下的能量吸收与变形特性,并对其碰撞性能进行了对比分析。结果表明,在低速和高速时方锥形截面薄壁直梁的变形吸能较稳定,其碰撞性能比方形梁好。     

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.     

基于周期对称模型的MW级风电机组变桨轴承连接螺栓强度计算

针对MW级风机变桨轴承连接螺栓的强度分析问题,采用周期性建模的方式建立了螺栓的有限元分析模型,并基于GL规范计算了螺栓的极限强度及疲劳强度。首先在最大预紧力工况下基于最大极限载荷计算得到了螺栓的最小极限安全系数。然后通过比较3个叶片的极限疲劳载荷得到了最大的极限疲劳载荷,在最小预紧力工况下基于该载荷得到了螺栓的载荷-应力非线性曲线,构建了新的载荷谱并根据载荷-应力曲线将该载荷谱转化为应力谱,利用雨流统计和Palmgren-Miner准则得到了螺栓的最小疲劳安全系数。计算结果表明,变桨轴承与轮毂连接螺栓和变桨轴承与叶片连接螺栓的极限、疲劳强度满足设计要求;该方法减少了有限元的计算量,为螺栓的强度分析提供了新的思路。     

板坯形状对方截面无模旋压轴向可旋深度的影响

利用实验方法对比了方形和圆形板坯形状对方截面无模旋压轴向可旋深度的影响,并对其影响机理进行了理论分析。首先采用确定初始步长的方法推导了可无限扩展的方截面旋轮路径公式,在此基础上分别模拟了方形和圆形板坯的无模旋压过程,并对模拟结果进行实验验证。然后提出了轴向可旋深度的评估方法,并以此为判据,对比分析了同轴向旋压深度下圆形和方形板坯工况的后续可旋性,发现方形板坯工况优于圆形板坯工况,进而揭示其机理为：方形板坯工况旋压过程中剩余法兰形状与旋轮路径切合性较好,促进了金属径向流动均匀化。     

螺栓结合部切向动力学行为辨识方法

首先,以螺栓结合部切向动力学特性为研究对象,基于频响函数的子结构综合法为理论主线,建立结合部切向动力学行为辨识基本方程,推导其切向动刚度Za的理论表达式;其次,联合奇异值分解与最小二乘法,优化辨识结合部切向等效刚度ka与阻尼ca,由此建立螺栓结合部切向动力学数值模型;最后,利用该模型计算结构测点频响函数,进而将其与实测值进行对比。结果表明,二者吻合程度较高,且特征峰对应频率误差分别为1.38%,1.51%和0.84%,验证了所提方法能有效辨识螺栓结合部切向动力学行为,所得等效动力学参数精度较高,可为机械系统整机精准建模提供理论参考与数据支撑。