车削加工轴受弹性约束的变温应力计算

本文计算了车削加工中工件承受弹性(或部分)约束及主轴热伸长影响情况下轴的变温应力。文章将工艺系统刚度和热变形两个因素引入变温应力计算公式中,从而提高了轴受弹性(或部分)约束变温应力的计算精度,为提高零件加工精度提供了理论依据。     

数控车床综合热误差建模及工程应用

针对车床实际工程应用中主轴与进给轴综合误差对工件加工精度产生影响问题,建立包含工件膨胀效应的主轴与进给轴综合热误差模型,并进行实际切削验证.以精密车床为研究对象,综合分析车床主轴、进给轴和工件在实际加工中的相互影响关系,并建立三者之间的综合热误差多元线性回归模型(MLRA).实验结果表明:含有工件膨胀效应系数的综合热误差模型符合实际工况,有效提高了车床的加工精度.主轴热误差模型的预测精度达85%以上,进给轴预测精度达70%以上,实际加工中工件误差由15μm降低到5μm左右.综合热误差模型显著提高了高精密数控车床的加工精度.     

四种FRP管约束UHPC轴压特性的试验研究

为研究纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)管约束超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)的轴压特性,分别对4个未约束和36个约束圆柱体试件进行了轴压试验,测定了应力-应变全曲线,获得了强度和极限应变值.试验结果发现:FRP约束UHPC可明显提高其强度和变形能力,纤维布层数愈多、强度越高,改善效果愈明显;轴压应力-应变曲线为双线性;在相近的约束比下,FRP管约束刚度越小,约束试件的极限应变值越大;已有的强度和极限应变的模型预测值均高于实测值,极限应变预测值偏离试验值更大.本文回归得到了FRP管UHPC的强度和极限应变预测公式预测精度较高.     

板边约束对矩形薄板热屈曲影响的研究

考虑梁的弯曲刚度和扭转刚度的不同,可将板边看成不同的约束形式。基于板的小挠度弯曲理论和材料的线弹性模型,推导了均匀变温作用下矩形薄板的热屈曲微分方程,讨论了板的材料常数、长宽比、宽厚比对临界屈曲变温的影响,并比较板边不同的约束形式对薄板热屈曲的影响,从而为工程结构中受到较大变温作用的矩形薄板的抗屈曲设计以及与薄板相关的梁的设计提供了理论依据。     

约束控制对特厚板20MnNiMo钢焊接残余应力的影响

以热-弹塑性理论为基础,建立了100 mm厚20MnNiMo三维焊接有限元模型,利用ANSYS有限元程序分析了4种约束方式对特厚板焊接残余应力的影响,并通过盲孔法对部分模拟结果进行了试验验证.计算结果表明,约束位置的增加可以使焊接接头残余应力变大.随着约束位置的增加,焊缝区横向应力和热影响区纵向应力由压应力变成拉应力.约束位置越多,残余应力越大,焊接变形越小.模拟结果中,方案A试板边部翘曲变形最大,总变形量为39 mm,方案D变形最小,变形量为0.8 mm.     

板边约束对矩形薄板热屈曲影响的研究

考虑梁的弯曲刚度和扭转刚度的不同,可将板边看成不同的约束形式。基于板的小挠度弯曲理论和材料的线弹性模型,推导了均匀变温作用下矩形薄板的热屈曲微分方程,讨论了板的材料常数、长宽比、宽厚比对临界屈曲变温的影响,并比较板边不同的约束形式对薄板热屈曲的影响,从而为工程结构中受到较大变温作用的矩形薄板的抗屈曲设计以及与薄板相关的梁的设计提供了理论依据。     

悬索桥索夹螺杆轴力超声识别的影响因素分析及应用

为有效评估悬索桥索夹螺杆轴力的损失程度,对悬索桥索夹螺杆轴力超声识别方法进行了影响因素分析及实桥应用。首先,基于声弹性效应建立了螺杆轴力计算公式,并用于螺杆轴力识别。然后,分析了无应力声时差异和应力系数差异对识别精度的影响。最后,将该方法用于识别螺杆张拉效率和梁段吊装过程中的螺杆轴力损失。结果表明：(1)悬索桥索夹螺杆声弹性效应明显,螺杆轴力识别误差均在1.1%以内。(2)传感器耦合状态和螺杆几何、材料参数差异均会影响螺杆无应力声时,从而影响螺杆轴力识别精度,二者引起轴力识别偏差分别为47.7kN、43.7kN。(3)不同螺杆应力系数存在差异,标定螺杆与待测螺杆应力系数差异引起的轴力识别偏差为4.75%。(4)通过实测声时计算螺杆张拉效率来控制螺母拧紧程度,螺杆张拉效率达到94%以上,较未控制螺母拧紧程度前最大增加了95.93%。索夹螺杆轴力随梁段重量的增加损失严重,实测索夹平均轴力最低为424.32kN,仅达到设计轴力的56.58%,在梁段吊装过程中应及时对索夹螺杆进行补张拉,确保施工安全。。     

圆钢管轻骨料混凝土轴压短柱的力学性能分析

分析现有钢管轻骨料混凝土轴压短柱力学性能实验结果,提出轻骨料混凝土轴对称三轴受压轴向应力-应变关系,应用连续介质力学,确立圆钢管轻骨料混凝土同心圆柱体共同受压时的计算模型,建立了圆钢管轻骨料混凝土组合弹性模量理论计算公式和组合应力-应变关系的理论表达式,编制相应计算程序.结果表明,核心混凝土由于受钢管约束,其纵向应力有较大提高,延性得到显著改善,钢管在为轻骨料混凝土提供径向约束的同时,其纵向应力大幅降低;钢管对轻骨料混凝土的约束效果要低于对普通混凝土的约束效果.通过大量参数分析,得到钢管轻骨料混凝土轴压短柱极限承载力计算公式和组合应力-应变关系全曲线,计算与实验结果吻合良好.     

基于拓扑优化技术的光电平台弹性轴优化设计

竖直方位弹性轴系是机载光电平台关键部件以及主要承受载荷的部件,由于其负载重大,所以竖直弹性轴的强度、刚度与基频频率将直接影响光电平台的跟踪精度与稳定性。本文采用拓扑优化技术结合挠性设计思想对弹性轴进行结构优化设计,合理布置加强筋位置,弹性轴质量减轻38.5%,壁厚减小40%,基频数值提高19.7%,且在高温载荷下由于温度应力引起最大变形量减小23%,在不影响机械性能以及热性能的前提下优化结构,减轻了重量。     

FRP厚度和品种对约束UHPC轴压性能的影响

为了研究不同种类纤维增强聚合物(FRP)管约束超高性能混凝土(UHPC)的轴压性能,对27个约束试件和3个未约束试件进行了轴压试验,测定了应力-应变曲线,探讨了FRP种类、纤维布层数(3、5和7层)等对约束效果的影响。结果表明:试件强度主要与约束比有关,而极限应变与纤维布种类、约束比均有关;约束比增加,强度和极限应变增加;应力-应变曲线与Lam-Teng模型较为接近。基于试验结果回归得到了FRP约束UHPC试件的强度、极限应变预测公式,其预测精度较高。     

液化天然气船局部热应力非线性分析

考虑材料性能随温度的变化对于研究液化天然气船结构安全问题具有重要意义.本文假定材料的弹性模量、泊松比、热膨胀系数随温度非线性变化,以MARC为计算工具,选定LNG船典型的空腔结构模型,对局部的温度场、温度应力进行对比分析,研究材料非线性对LNG船局部强度的敏感性.研究结果表明,考虑材料非线性和不考虑具有明显差异.考虑LNG船材料非线性影响其热应力值偏小,通常不考虑材料非线性因素是偏保守做法.     

混凝土路面温度翘曲应力的有限元分析

以襄荆高速公路建设为背景 ,分别采用 Winkler地基和弹性半空间地基 2种计算模型 ,以及考虑冬季和夏季 2种环境温度的作用 ,用有限元方法对混凝土路面进行温度翘曲应力分析和变形分析 ,其结果表明 ,环境温度变化引起的路面应力不容忽视 ,基础的处理对计算结果有一定的影响 ,按 Winkler地基模型计算的变形结果小于按弹性半空间地基模型的变形结果 ,而按 Winkler地基模型计算的温度翘曲应力高于按弹性半空间地基模型计算的翘曲应力     

粗糙金属表面接触的压力场和温度场

在研究金属表面的摩擦、磨损、边界膜成膜、疲劳及胶合等机理时,有必要搞清粗糙金属表面接触的压力场,温度场及应力场。过去人们在计算表面接触性能(压力场、温度场及应力场)时,往往忽略微凸体之间的相互影响,这在边界摩擦与干摩擦状况下与实际有较大差异。本文用一种新方法在考虑了微凸体之间互相影响的基础上,计算了弹性粗糙平面滑块与刚性光滑平面接触的压力场和温度场。这为进一步计算等温应力与热应力场打下了基础,也为研究边界膜成膜,磨损及表面胶合机理提供了一定的理论依据。     

沥青胶结料低温临界开裂温度计算的改进方法

针对当前沥青胶结料温度应力和低温临界开裂温度计算方法的局限性,为找寻一种更好的沥青胶结料温度应力及相应的低温临界开裂温度计算方法,选取4种不同产地的70^#基质沥青进行旋转薄膜老化（RTFO）和压力箱老化（PAV）展开研究. 利用BBR试验获得沥青胶结料的蠕变柔量,分别采用Hopkins & Hamming算法和CAM模型两步计算法以及Laplace变换一步计算法获得了沥青的温度应力,基于SAP理论计算相应的低温临界开裂温度. 通过统计学方法对计算结果进行比较和分析,采用相关性分析并结合实测路表温度数据对计算方法予以验证. 结果表明:Laplace变换一步计算法和Hopkins & Hamming算法两步计算法具有良好一致性,基于t检验法的低温临界开裂温度p值计算结果达0.90以上. Laplace变换一步计算法与BBR试验具有较强的相关性,临界开裂温度T_CR与S/m指标、Huet流变模型指标的相关系数分别可达0.84、0.94. 实测路表温度变化数据的计算结果证明了该方法不仅适用于匀速降温工况,也适用于任意降温速率下的现场连续变速降温工况.     

小浪底工程高标号隧洞衬砌混凝土温控标准分析

混凝土设计标号采用圆柱坐标差分法 ,对小浪底工程隧洞衬砌混凝土施工期的温度及温度应力进行了分析 ,利用前后时段的温差 ,计算各时段混凝土温度自生应力及混凝土和围岩在接触面径向变位相容的约束应力 ,叠加计算温度弹性应力 ,由当量松弛系数法计算温度徐变应力 .确定了不同混凝土等级、不同衬砌厚度的温控标准和衬砌分段长度 .与实测资料对比 ,计算温度与实测温度接近     

陶瓷水煤浆喷嘴温度场及热应力的有限元分析

采用有限元法对陶瓷水煤浆喷嘴温度场、温度梯度及其热应力进行了分析计算 .根据水煤浆喷嘴的结构和喷嘴工作情况 ,建立了水煤浆喷嘴三维稳态温度场和热应力的有限元模型 ,确定了边界条件 ,分析求解得到陶瓷水煤浆喷嘴的温度场、温度梯度和热应力 .结果表明 :在陶瓷水煤浆喷嘴的出口端面存在较大的温度、温度梯度和热应力 .根据对陶瓷水煤浆喷嘴磨损形貌、温度分布和热应力的分析 ,得出陶瓷水煤浆喷嘴出口处较大的温度梯度和热应力是导致其出现破损和脱落的主要原因     

随机弹性杆在随机瞬态温度场下的热响应分析

研究弹性杆在其物理参数、温度场同时具有随机性时的热响应。利用隐式差分法求解随机瞬态温度场,结合Monte-Carlo模拟法得到各时间节点处结构温度场分布的数字特征。利用随机因子的有限元法推导出在各时间节点处结构位移和单元应力响应的均值和方差计算表达式,其中加入了随机机械载荷的影响。通过悬臂杆的算例,得到结构各节点位移响应及单元应力响应在瞬态变温阶段内均值和均方差的变化规律;并考察了在随机力载荷和随机热载荷共同作用下,各随机参数的分散性对响应分散性的影响。     

混凝土的极限拉伸与变换弹性体的极限应变

本文提出的问题,就是把混凝土轴向拉伸试验的非线性应力、应变曲线,变换为弹性体的线性应力、应变线,得出了混凝土的极限拉伸与弹性体极限应变的变换关系。这样就使热弹性应力计算与混凝土的极限拉伸协调起来,旨在解决理论分析与实际应用中的矛盾。     

用有限元法解算汽轮机转子的暂态温度场及热应力场

本文讨论了有限元法用于解算轴对称暂态温度场及热应力场问题。提出根据瞬时热平衡原理确定过渡工况轴封内蒸汽温度及放热系数的方法。并对20万千瓦汽轮机中压转子作了实际计算,最终得出一些有用的数据和结论。     

骨水泥假体柄与股骨界面应力传递简化模型

将股骨、骨水泥和假体柄看成为线弹性和各项同性材料结合的同心圆锥体,建立包含热效应时的轴对称界面应力传递简化模型.在骨水泥、假体柄承受压缩应力的状态下,应用弹性力学的基本方程,获得了假体柄、骨水泥、股骨轴向应力以及界面剪切应力随轴向位置的分布.界面失效是假体柄、骨水泥、骨结构承载的主要失效形式.热残余温差的存在,加速了假体柄、骨水泥和股骨界面的失效和假体柄的松动,加剧了股骨应力遮盖效应,这主要是骨水泥具有较高的热膨胀系数所致.由于Ti-6Al-4V（钛合金）材料的弹性模量和热膨胀系数比钴铬合金小,在一定程度上缓和了界面和股骨的失效,这和临床所见一致.