基于ANSYS的轴套过盈配合接触分析

基于过盈配合理论,考虑轴套与轴装配的轴向作用,将二维的圆环面理论模型扩展到三维模型,利用APDL参数化语言对轴套过盈配合进行分析。分析了过盈量、材料的弹性模量、轴套内外径、摩擦因数对接触压力在轴向上分布的影响规律,并且总结归纳了接触压力与上述设计参数的代数关系式,为轴套过盈配合的设计、计算提供了依据。     

具有压力和位置检测功能的气囊型触觉传感器

为了提高机器人与外界环境的安全交互性能,基于导电面电势分布理论和封闭气体压缩定律提出一种适用于机器人曲表面的触觉传感器模型,实现了接触位置与接触压力的检测。传感器采用三层结构,包括导电层、压缩气体隔离层和信号提取层。为了适应任意曲面形状,降低导电层电势非线性分布影响,采用机器学习算法对电势分布模型进行重建。采用COMSOL软件对传感器导电层进行物理建模与仿真,并制备了传感器样品。仿真和实验结果表明,提出的触觉传感器模型可以定制于机器人曲表面上,并能实现接触位置和接触压力的实时检测,可用于人机信息交互。     

高黏度油润滑弹塑性接触问题数值仿真*

针对高黏度润滑油工况下,已有弹塑性润滑模型计算结果失真的问题,采用半解析法建立弹塑性润滑接触模型,通过逐步增加润滑油初始黏度的方式来进行仿真计算,消除了接触区压力曲线的波动,从而克服先前计算失真的问题;基于各向同性强化准则下的J2流动理论,采用径向返回算法求解塑性应变,并且将塑性应变引起的残余变形考虑至润滑油膜厚度方程中。研究结果表明：弹塑性润滑压力主峰相比于弹流润滑结果明显降低,二次压力峰相对变化较小;弹流润滑的中心膜厚与弹塑性润滑中心膜厚接近,但最小膜厚稍大;对于较高的速度和黏度工况,塑性应变区域会向表面及接触区出口处移动。     

粮食加工机械中接触压力的探析

应用弹性理论和数学分析，导出了粮食加工机械中接触面形状、压力分布和接触压陷的一般公式，并给出了几种特例的分析方法     

液压支架立柱组合蕾形密封圈结构参数与密封性能研究

以某大采高液压支架立柱组合蕾形密封圈为研究对象,采用有限元法分析唇内、外倾角和唇谷高等结构参数对组合蕾形密封圈静密封性能的影响,同时研究油压压力、密封间隙、立柱活塞速度、摩擦因数对密封圈动密封性能的影响。结果表明:一定取值范围内,唇内、外倾角和唇谷高越大,静密封性能越好;油压越大、密封间隙越小,动密封性能越好;摩擦因数越大,外行程时动密封性能越好,内行程时则相反;活塞运动速度对动密封性能影响较小。为保证该组合蕾形密封圈具有良好的综合密封性能,各参数优化取值范围为:唇外倾角20°~30°,唇内倾角20°~35°,唇谷高度12.2~13.2 mm,摩擦因数小于等于0.1,密封间隙0.1~0.3 mm,油压不超过50 MPa。     

横风环境中弓网动力学性能分析

为研究横风对弓网动力学性能的影响,基于AR模型的线性滤波法和Davenport风速谱,构建了受电弓-接触网系统的随机风场,获得了作用于受电弓和接触网的风速时程;建立受电弓/高速列车空气动力学仿真模型,采用计算流体力学方法求解了列车运行速度为300 km·h-1,不同横风速度下的受电弓气动抬升力,从而得到横风平均速度为20 m·s-1时,受电弓气动抬升力时程;采用三维弓网耦合动力学模型,系统分析了横风对弓网动力学的影响规律。研究表明,横风使得受电弓的气动抬升力变大,并与横风速度的平方成正比;受电弓气动抬升力的增加和波动,使得接触压力平均值以及标准差变大;接触网产生的风致振动改变了弓网之间的接触状态,导致接触压力波动范围变大,因此,列车在横风环境中运行时,不仅增大了弓网接触压力从而加剧了受电弓滑板和接触线的磨耗,而且使得接触压力最小值减小以及标准差增大,导致弓网受流质量显著降低。     

带金属护肩封隔器的密封特性研究

针对胶筒肩部突出引起封隔器失效的问题,基于封隔器坐封过程,并考虑高温高压对封隔器密封性能的影响,建立了密封组件非线性接触模型,研究了带金属护肩封隔器的密封特性。研究结果表明,常用封隔器坐封过程中,封隔器胶筒表现出较强的肩部突出特性;胶筒肩部突出随坐封力增大而愈加严重,高温高压加剧肩部突出;阶梯坐封力从初始15 MPa增到38 MPa而最终坐封,随温度上升,左端与中间胶筒的接触压力都随坐封载荷的增大而增加,胶筒的密封性能在井温150℃时达到最优;井下温度30℃时压缩距离最大,随着温度升高,压缩距离逐渐变小但差别较小。     

齿轮/附加阻尼环组合结构动态特性分析

锥齿轮可传递相交轴之间的动力和运动,具有传递扭矩大、传递运动精确、可靠性高的特点。随着航空工业的发展,航空齿轮越来越转速高、负载大、重量轻,常产生因齿轮振动过大引起的疲劳破裂失效,应用干摩擦阻尼消耗振动能量是一种有效的减振方法。以齿轮/附加阻尼环组合结构为研究对象,基于平面应力假设求出转动状态下的接触面接触压力,根据赫兹接触理论求出接触刚度,通过在接触面添加弹簧联接单元建立了组合结构等效有限元模型进行动态特性分析,研究了附加阻尼环的装配过盈量、宽度、长度对齿轮动频的影响。     

特殊螺纹接头主要参数对密封性能的影响分析

对于金属-金属密封结构的特殊螺纹接头,保证接头的密封可靠性非常重要。应用有限元方法分析了连接螺纹的锥度配合、中径及密封直径的过盈量对特殊接头密封性能的影响,结果表明,三者对接头密封面接触压力影响很大,其中内、外螺纹的锥度配合对密封面接触压力的数值影响最大,密封面直径过盈量影响次之;在内螺纹锥度较大时,螺纹中径过盈量对密封面接触压力的数值影响较大;不合适的螺纹参数匹配将导致密封面在拉伸载荷作用下失去密封能力。研究结果有助于优化特殊螺纹接头结构设计和加工控制,为现场检测判断接头的适用性提供技术依据。