轧机卷取机卷筒花键套的失效分析及结构改进

针对某公司2台四立柱二十辊可逆轧机的左右卷取机所使用花键套自投产后实际工作时间仅680天即出现法兰开裂或断裂,阻碍了轧机的正常生产。本文基于Solidworks对花键套受力情况进行仿真,并经过有限元运算后,对其结构重新优化改进。提出了将整体花键套在带孔法兰处分为前后剖分式结构,前部法兰材质使用高强度合金钢,后部仍采用原铜材料,前后部分通过圆柱面定位,形成组合式花键套,提高了安全系数、减少了变形,解决了花键套法兰开裂或断裂的问题。     

电机轴疲劳断裂失效分析

通过扫描电镜（SEM）,能谱（EDS）和金相分析等方法对电机轴疲劳断裂失效原因进行了分析,发现疲劳裂纹源为轴表面的环状切削加工痕迹,轴表面的堆焊层,钢中硫化锰含量过高以及未按要求进行调质处理等因素加速了电机轴的疲劳断裂过程。     

基于ANSYS的大型焊接卷筒稳定性分析

卷筒是起重机的重要承载部件,它的性能直接影响到起重机的工作效率,传统的卷筒稳定性设计方法基于经验公式,这种方法是非常保守的.文章中运用有限元分析软件ANSYS对卷筒进行建模,并考虑绳槽对稳定性的影响,将绳槽作为矩形环肋加到卷筒壁上,然后进行特征值屈曲分析和非线性分析,通过比较光面卷筒和绳槽卷筒屈曲分析的结果,表明绳槽能提高卷筒的稳定性,也更符合实际.     

锤式破碎机销轴的疲劳分析及改进措施

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对锤式破碎机上销轴的特性进行了分析,找出了销轴工作过程中最大应力分布规律,揭示了破碎机销轴的断裂机制,并验证了PSX-88104破碎机上的销轴符合疲劳设计强度要求;通过试验验证了最大应力分布规律,并对断裂销轴进行了宏观断口分析,发现其为疲劳断裂。分析表明:定期更改销轴的位置能够有效延长销轴的使用寿命。     

汽车空调离合器皮带轮疲劳失效分析

利用UG建立皮带轮几何模型，导入ANSYS中进行静力学分析。得到位移分布和应力分布云图，接着以静力学分析得到的应力应变为条件，在仅考虑转速的情况下使用ANSYS软件的Fatigue模块，采用名义应力法对皮带轮进行了疲劳寿命预测，分析结果表明该研究为离合器皮带轮的设计提供理论基础。     

飞机翼身接头疲劳试验件失效分析及其改进

通过断口宏微观观察、金相组织检查、有限元数值分析、试验实施检查等方法,对某型飞机翼身接头疲劳试验件进行失效分析。结果表明：试验加载频率过快、左右加载作动筒不同步、试验件腹板约束不足,使得腹板连接螺栓处应力较大,从而出现疲劳裂纹,是导致试验件疲劳寿命较短的原因;断面放大可见大量的疲劳小弧线形貌,之后为快速裂纹扩展区,呈疲劳+韧窝形貌,因此,试验件断裂失效模式为典型的疲劳断裂。最后提出改进措施,提出合理的设计方案。     

卷筒有限元分析与优化设计研究

本文对起升机构的重要部件－卷筒,用成熟的有限元分析方法进行现代设计计算,克服了传统设计的不足,提高了卷筒的使用可靠性。     

基于ANSYS的大型焊接卷筒稳定性分析

卷筒是起重机的重要承载部件,它的性能直接影响到起重机的工作效率,传统的卷筒稳定性设计方法基于经验公式,这种方法是非常保守的。文章中运用有限元分析软件ANSYS对卷筒进行建模,并考虑绳槽对稳定性的影响,将绳槽作为矩形环肋加到卷筒壁上,然后进行特征值屈曲分析和非线性分析,通过比较光面卷筒和绳槽卷筒屈曲分析的结果,表明绳槽能提高卷筒的稳定性,也更符合实际。     

螺栓疲劳断裂失效分析

通过宏微观断口形貌分析、化学成分分析、金相组织分析等手段,分析了螺栓断裂的原因.结果表明:螺栓疲劳断裂主要原因是螺栓表面脱碳层所导致的螺栓表面弱化,加速了疲劳裂纹源的形成,从而加速了疲劳断裂过程.     

变速箱输出轴失效分析

通过宏观断口、化学成分、硬度和金相检测、输出轴校正、过渡角及表面粗糙度测试等,对变速箱输出轴断裂原因进行了研究。结果表明,输出轴断裂的主要原因是花键处过渡角较小,表面粗糙度较大,造成输出轴花键过渡角处在运行中产生了较大的应力集中,并且人工校正时下压力难以控制,容易在零件表面产生微裂纹。     

热轧卷取机卷筒头部轴承异常损坏的分析与处理

本文通过对某钢厂1 750 mm热带钢连轧卷取机卷筒头部轴承在生产过程中出现异常损坏问题分析,找到了引起事故的原因,通过对卷筒受力分析与计算,根据计算结果对卷取机进行调整,避免了同类故障的再次发生。     

端面无支撑芯辊模态及其动力响应有限元分析

利用NX Nastran对轧制矩形截面环件所用的端面无支撑芯辊进行了模态分析数值计算,得到了芯辊约束工况下的前6阶固有频率和模态振型,详细分析了各阶模态振型对芯辊工作状态的影响。简化轧制过程芯辊的受力模型,模拟分析芯辊在3种不同轧制时间作用下的节点位移与应力随时间的变化规律。同时对3种时域轧制力信号进行傅里叶变换,分析轧制力信号的频域组成对芯辊振动的影响。研究表明:芯辊的工作转速远低于其1阶临界转速,轧制过程不会引起芯辊的共振;芯辊的前6阶固有频率处于声波范围内,易造成噪声污染;轧制力相同时,不同轧制时间对芯辊的位移与应力响应无影响;轧制力信号的频域组成不会引起芯辊的共振。     

Fatigue fracture analysis of gear teeth using XFEM

Gear teeth in gear transmission systems suffer seriously from fatigue failure during service. In this work, a 2D double-tooth model was constructed with periodic boundary conditions. The fatigue fracture behavior of gear teeth was analyzed using the extended finite element method (XFEM), with emphases on the impacts of initial crack geometries and cyclic load factors. The results suggested that the shortest fatigue life is expected for 0° orientation cracks initiating at the maximum principal stress. Cracks that initiate closer to the bottom land of gear tooth are relatively safe. Moreover, to evaluate the fatigue load conditions, load ratio, load range, and mean load should be all taken into considerations. Further XFEM simulation for material selection was performed to guide the gear design. Among various material parameters, the material constant C and tensile strength are the most significant ones in determining the fatigue life.     

粗轧机十字万向轴中间接轴力学分析

重点分析了十字轴式万向联轴器中间轴承平衡支撑部位的3个关键尺寸对中间接轴的受力影响,首先以材料力学的理论方式分析中间接轴的受力情况,最后采用有限元法分析中间接轴受力随3个关键尺寸变化的规律。     

三辊全浮连轧管机工艺计算模型及有限元模拟

阐述了三辊全浮连轧管工艺的技术优势,并分析说明了“竹节”控制原理和实施方案。以国内经多年生产实践并运行良好的某140 mm二辊全浮连轧管机组为基础,以淘汰落后产能为目标,开发出新型三辊全浮连轧管机。从孔型设计、变形分配、力能参数3个方面建立数学模型,并进行实例分析。结合实例,建立了有限元计算模型,采用有限元分析方法对三辊全浮连轧管机组的轧制全过程进行计算机模拟,为三辊全浮芯棒连轧管机的实际生产提供技术参考。     

计及焊接变形的薄板对接焊缝疲劳热点应力分析

为减轻重量及降低能耗,超大型船舶的上层建筑开始尝试使用薄板焊接结构. 然而现行的各国船级社规范不允许使用小于5 mm的薄板,其主要原因是薄板焊接变形对结构疲劳强度的影响机理尚未明晰. 以某在建巨型豪华游轮上层建筑的甲板分段为研究对象,通过三维激光扫描该对接焊结构实体并获取整体焊接变形数据,采用高阶多项式拟合得到该结构的初始焊接变形,利用通用有限元程序ANSYS对计及焊接变形的结构进行建模分析,并获取了焊缝周围疲劳热点应力的分布;提出了更加接近真实薄板焊接变形的拟合方法;探讨了焊接变形对疲劳热点应力分布的影响.     

铝锂合金压铆壁板残余应力与疲劳性能分析

自动压铆是航空制造工业中的重要装配技术,压铆过程结束后铆孔周围产生的残余应力的分布形式与压铆结构的疲劳性能息息相关。本文使用ABAQUS软件建立了2060-T8铝锂合金壁板压铆过程的有限元模型,通过有限元分析发现了压铆后铆孔壁面上的残余应力由靠近镦头处到靠近钉头处逐渐降低的分布规律。随着压铆力由28.5kN增大至46kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板孔壁平均残余应力提高33%,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升180%;铆钉材料为7050-T73的压铆壁板孔壁平均残余应力提高58%,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升184%。疲劳裂纹萌生于铆接下板孔壁附近,随着压铆力由32.5kN增大至42kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升了31%~80%,铆钉材料为7050-T73的压铆壁板疲劳寿命提升6%~161%。相比于铆钉材料为7050-T73的压铆壁板,相同工艺条件下铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升12%~44%。     

芯棒对连轧管轧制过程影响的三维有限元分析

用非线性有限元分析软件MSC.Marc/Superform对连轧管芯棒速度及其摩擦系数对轧制过程的影响进行了三维弹塑性热力耦合模拟仿真,得到了芯棒速度及其摩擦系数对轧制过程力能参数及变形参数间的影响规律.