考虑静强度要求的旋转直板叶片试验模型相似设计方法

针对旋转直板叶片动力学相似试验模型的设计问题,提出一种考虑满足静强度要求的相似模型设计方法。以叶盘和单个直板叶片固联组成的旋转结构为研究对象,应用板壳振动理论建立振动方程,并将旋转直板叶片所受惯性力和气动力等效为作用在旋转叶片上的静态外载荷。在对叶片进行应力分析得到强度设计准则的基础上,采用方程分析法建立动力学相似关系。理论证明了当模型和原型的材料不同时,须采用不完全几何相似的试验模型才能满足强度要求的结论。并通过设计实例,采用数值仿真的方法验证了所提出考虑满足静强度要求的动力学相似模型设计方法的有效性和正确性。该研究结果为旋转直板类构件动力学相似模型的设计进行理论补充。     

圆环薄板类构件畸变相似关系的确定方法

针对圆环薄板类构件由不完全几何相似模型（即畸变模型）试验结果来预测原型固有特性的问题,基于圆环薄板的本构方程得到了圆环薄板模型和原型的完全几何相似关系。在建立圆环薄板结构参数对固有频率的敏感性与相似因子指数的比值关系基础上,提出圆环薄板不完全几何相似模型与原型的动力学相似关系（即畸变相似关系）的确定方法。研究发现,畸变相似关系随所研究固有特性阶次的不同而不同,其与圆环薄板参数对固有特性的敏感性相关。通过算例对所提出确定方法的正确性进行了验证。     

面向工程机械再制造的相似模型试验研究

再制造是一种对废旧产品实施高技术修复和改造的产业。面向工程机械再制造,基于相似理论,提出一种相似模型试验方法,用相似模型有效模拟工程机械零/部件原型的物理特性及响应,再现原型的典型物理特征,再由相似模型试验结果反推原型的参数。以薄壁杆件结构为例,首先在理论上推导出相似模型与原型之间的相似系数和预测公式等函数关系,然后设计、开展相似模型力学试验,并将理论预测数据与试验实测数据进行分析对比。结果表明:在薄壁杆件模型材料的弹性阶段,根据相似模型预测公式得到的挠度、拉应力和压应力预测数据与试验得到的挠度、拉应力和压应力实测数据基本吻合,从而验证了相似模型预测公式的有效性和模型试验的合理性。相似模型试验为工程机械再制造提供了一种新思路,对于工程机械再制造的理论研究和工程应用具有一定的参考价值。     

复合材料层合板相似模型的几何区间确定方法

针对复合材料层合板类结构的相似试验模型的设计问题,提出一种在固有特性相似的情况下,不完全几何相似(畸变)模型的尺寸区间确定方法。用量纲分析与平衡方程分析相结合,建立层合板模型与原型间的相似关系,导出三种固有特性相似关系式。以一种常用复合材料层合板为例,在深入研究使模型与原型在一阶固有相似(即固有频率成比例映射关系、且振型保持一致)时,畸变模型的尺寸适用区间确定方法的基础上,利用解析和有限元法相对照,最终得到复合材料层合板模型和原型在不同阶次下,固有特性相似的畸变模型几何结构适用区间的确定方法,并进行了试验验证。该研究结果为层合板的相似模型设计问题奠定了理论基础。     

自动精密校直机两种机身的比较

根据YH40-10型自动精密校直液压机机身设计要求,采用Solidworks软件设计了两种三维实体模型,并通过ANSYS软件进行有限元分析,计算了两种机身的强度和刚度,根据插值法计算机身焊板厚度,依据质量最小选择机身结构,此方法也可以应用到其他单柱液压机产品中。     

四旋翼无人机机身静力学分析

四旋翼无人机优点众多,应用广泛,极具研究价值,为研究四旋翼无人机机身受力情况,采用有限元分析方法进行分析。首先建立四旋翼无人机三维物理模型,然后利用Ansys Workbench研究四旋翼无人机在无风工况、平均风工况、极限工况下悬停时机身结构的强度和刚度响应,得到了相应的变形云图和应力云图,极限工况下机身受到的最大等效应力为16.165 MPa,最大变形为2.209 mm。计算结果表明,机身结构的静强度和刚度满足设计使用要求。     

组合转子-轴承系统非线性振动相似律研究

针对重力对系统原型、模型滑动轴承处振动相似性影响的问题,采用量纲分析法推导了考虑重力影响的组合转子-轴承系统非线性振动相似律表达式。理论分析了考虑重力对缩比模型建立的限制,并提出补偿方案满足完全相似关系。在此基础上,考虑尺寸畸变的影响,采用优化理论推导了轮盘尺寸畸变相似关系。分别建立考虑重力影响和同时考虑重力和尺寸畸变影响的数值仿真模型对相似关系进行验证,并与未修正模型进行对比。结果表明,考虑重力影响和同时考虑重力和尺寸畸变影响建立的修正模型均能对原型轴承处振动响应及油膜涡动过程进行准确预测;而未修正模型的预测误差很大,不能指导非线性振动试验。     

某称重仪传感器螺栓连接预紧力分析及优化

以称重仪传感器为分析对象,了解螺栓预紧力对局部结构变形的影响,并寻求最优预紧力。采用Pro/e三维建模软件建立称重仪传感器的几何装配体,建立了精确的螺栓螺纹三维模型;运用ANSYS Workbench软件构造有限元分析模型,对受螺栓预紧力影响的局部结构进行预应力模态分析及静强度计算,得到局部结构相应的应力、应变和位移云图,最后建立螺栓预紧力与结构应力的关系曲线,确定最优预紧力值。模拟分析结果为称重传感器连接螺栓预紧力的确定提供了依据,对产品的设计应用具有指导意义。     

复合材料层合薄壁短圆柱壳动力学相似模型几何适用区间确定方法

针对旋转复合材料层合薄壁短圆柱壳结构的相似试验模型设计问题,提出一种不完全几何相似(畸变)模型的几何尺寸区间确定方法。用动力学平衡方程分析与敏感性分析相结合,建立层合薄壁短圆柱壳模型与原型间的相似关系,通过对导出的三种固有特性相似关系进行修正,得到层合圆柱壳动力学相似关系。以一种常用复合材料层合薄壁短圆柱壳为例,在深入研究使模型与原型在固有特性相似(即固有频率成比例映射关系、且振型保持一致)时,畸变模型的几何尺寸适用区间确定方法的基础上,利用数值分析方法,最终得到复合材料层合薄壁短圆柱壳模型和原型在不同阶次下,固有特性相似的畸变模型几何结构适用区间及其边界函数的确定方法。该研究结果为旋转层合薄壁短圆柱壳的动力学相似模型设计问题奠定了理论基础。     

压缩油桶压力机机身的静力学分析及结构优化

采用ANSYS Workbench有限元分析的方式对压力机机身的静力学性能进行分析,建立了机身结构模型,依据压力机的运行状态施加相应的载荷作用及约束.通过仿真分析可知,在机身上横梁和拉紧螺栓连接的位置存在着一定的应力集中现象,需增加连接板的厚度,机身的上横梁、立柱及底座整体的应力值及变形量较小,可对其结构进行一定的轻型化设计,从而更好地提升压力机的性能.