基于挠性构件变形的谐波齿轮装配模型

依据柔轮装配前后的变形关系和中性层曲线不伸长条件,提出采用等分弧长分布算法来确定装配状态柔轮中性层曲线上轮齿位置及其轮齿对称线的转角,给出了装配状态柔轮的三维模型参数化生成方法。通过与传统等效圆环变形理论的近似算法和精确算法的比较表明,等分弧长分布算法与精确算法的结果非常贴近。在此基础上建立了基于挠性构件装配变形的谐波齿轮装配模型,可直观显示轮齿间的啮合情况和侧隙分布。模型应用实例验证了所提方法的有效性。     

圆弧齿廓谐波齿轮侧隙及干涉检查仿真

为保证齿廓形状数学描述的唯一性、几何不变性和连续性,提出基于弧长坐标的圆弧齿廓表示方法,用分段函数表达公切线型双圆弧齿廓.建立了不同波发生器作用下圆弧齿廓谐波齿轮的装配模型,装配模型中柔轮的轮齿能够反映装配变形后柔轮的真实工作状态.利用坐标变换,通过求解啮合齿对间的相对位置进行啮合仿真,获得装配状态下啮合齿对间的侧隙分布,并依据侧隙进行干涉检查.实例研究表明,公切线型双圆弧齿廓谐波齿轮的啮合区间大,齿间侧隙分布均匀;但柔轮的最大径向变形量的变化对侧隙分布影响很大,甚至会引起齿廓干涉.     

渐开线谐波齿轮空间齿廓设计及优化分析

为了提高渐开线齿廓谐波齿轮的啮合性能,利用柔轮装配变形的包络精确算法获得了设计截面内共轭齿廓离散点,基于渐开线特征对共轭齿廓离散点拟合,得出刚轮渐开线齿廓.考虑柔轮锥度变形的影响,建立了侧隙优化控制模型,对不同径向位移下柔轮截面的变位系数进行了优化.部分柔轮截面在减小齿廓工作段高的基础上再选择合理变位系数,设计出满足空间啮合要求的渐开线齿廓谐波齿轮,并通过运动仿真分析对设计结果进行了验证.结果表明,相对于设计截面,最大径向位移增大的截面通过减小变位系数可避免干涉,最大径向位移减小的截面通过增大变位系数可获得良好啮合性能;变位系数调整量与该截面至设计截面间的距离成近似线性关系.对最大径向位移减小幅度较大而引起干涉的柔轮后端截面,需减小柔轮齿高并合理改变变位系数,才可获得良好的啮合性能.相比平面齿廓,所设计的空间齿廓能增大啮合区间和齿廓接触面积,较大幅度提升传动性能.     

高性能纤维束纤维尺度横向压缩数值模拟

为深入研究高性能纤维束纤维尺度横向压缩过程及变形机制,基于ANSYS有限元数值分析平台,采用APDL编程语言,在纤维尺度建立了高性能纤维束具有统计意义的三维数值生长模型。该模型考虑了纤维束内部纤维的随机分布与偏转及纤维之间在三维空间不产生相互贯穿的物理特性。利用数值模拟方法研究了纤维束在横向压缩时的变形情况,不仅获得了与纤维束压缩实验一致的非线性变形过程,而且得到了压力与纤维体积含量的定量关系,与经典的理论预测进行对比,获得了较好的支持。     

ANSYS对钢筋混凝土结构弹塑性问题的仿真研究

讨论了弹塑性有限元理论和大型有限元软件ANSYS在钢筋混凝土结构中的应用,探讨了弹塑性有限元理论中的单元类型、材料本构关系和有限元模型的建立以及在ANSYS中的实现,对边界条件的处理、求解精度和加速解的收敛性等问题给出一些改进措施,最后通过与试验值比较,验证了ANSYS仿真结果的可靠性。     

空间杆系结构的有限元计算结果的可视化

针对空间杆系结构有限元计算结果的特点,提出了一种适合于空间杆系结构有限元计算结果图的生成方法。利用有限元计算结果文件生成变形图、计算截面的内力图、应力图,用图形直观地显示杆系结构受力变形的情况及其用户所感兴趣单元上的内力和应力情况,并给出了QTZ25型塔式起重机的有限元计算结果图的生成算例。该方法生成速度快,复法简洁。     

基于精确柔度矩阵的多肢剪内墙－框架体系的抗震分析

本文在框架剪力墙精确侧移公式的基础上建立结构的柔度矩阵，确定结构的自振周期和振型，按照实际的地震作用分布计算结构的作用效应和进行抗震分析。最后通过计算实例对本文方法和一些常用方法的结果进行分析和讨论。     

纤维螺旋缠绕管的缠绕角优化

为提高材料强度的利用效率,实现纤维缠绕管强度比沿壁厚的均匀分布,在内压和轴向力作用下,基于Tsai-Wu 准则,以沿壁厚方向的最小强度比最大化为目标,建立变缠绕角纤维缠绕管的最优化模型。提出将复合形法和梯度法相结合的改进优化算法,通过优化逐层变化的缠绕角使最小强度比最大化,实现强度比沿壁厚更均匀分布。以玻璃纤维管为例,在纯环向应力、环向应力与轴向应力之比为2：1和1：1的3 种工况下,研究不同壁厚条件下最优缠绕角分布及其强度比提升效果和均匀程度。结果表明：优化后结构的材料利用率明显提升,不同工况、壁厚对最优缠绕角的分布规律影响很大;最优缠绕角可以实现沿壁厚等强度。     

正交平面织物球面成型渔网模型的几何分析

为了从理论上表征平面正交织物球面成型后的几何特征, 提出基于坐标变换求解渔网模型的新方法, 确定单层正交平面织物在球面上铺覆成型后的网格位置、 织物剪切变形和纱线弯曲变形。依据弧长不变条件确定方形织物完全包覆球面后的对称面上的网格位置和局部坐标系下中间网格的位置, 利用坐标变换获得中间网格在整体坐标系成型球面上的坐标位置; 根据变形前后的网格形状确定织物面内剪切变形和两个方向纱线的弯曲曲率, 为织物的球面成型性评价提供几何参数。通过实例证明了当网格尺寸远小于球体半径时铺覆变形程度与网格 尺寸无关, 也与球体半径无关。铺覆后织物的剪切变形和纱线弯曲变形分布只与织物在球面上的球坐标位置有关。     

铝合金管材无芯模冲切过程的有限元模拟

对铝合金管的冲切过程进行了有限元模拟,刀具采用刚体模型,工件采用弹塑性模型,材料断裂破坏采用Normalized Cockcroft＆Latham破坏准则。分析了冲切过程中冲切力、等效应力的变化,得出了弹性变形、塑性变形、塑性变形至裂纹扩展、断裂始终贯穿于整个冲切过程之中。通过模拟切口与实际切口的对比、模拟切屑形状与实际切屑形状的对比,说明了模拟过程的有效性。