注塑机拉杆梯形螺纹端卸载槽的多目标优化

在用ANSYS软件对近卸载槽处梯形螺纹进行有限元分析的基础上,就拉杆梯形螺纹端卸载槽的几何特性建立其参数优化模型,以控制梯形螺纹在近卸载槽附近的最大应力、卸载槽的最大应力以及卸载槽加工量最小化为统一的目标函数.通过对拉杆在单向拉伸力作用下的多目标优化,使应力适当集中在拉杆卸载槽处,其最大应力比平均单向拉伸应力提高20%,拉杆梯形螺纹牙根在卸载槽处的最大应力降低52%,使卸载槽能够较好地发挥其卸载的作用.在偏载作用下,拉杆梯形螺纹牙根在卸载槽处的最大应力降低11.6%;并以优化结果为依据,分析了拉杆出现较大附加弯矩的原因.     

注塑机拉杆应力分布的影响因素研究

针对注塑机拉杆的早期断裂问题，为使拉杆应力分布合理化，以拉杆与定模板、动模板和调模板等组成的整体有限元分析模型为基础，用优化方法研究拉杆卸载槽的合理位置以及各模板基本厚度的确定，以及拉杆卸载槽的位置和各模板基本厚度对拉杆应力分布的影响。用有限元分析方法对优化结果进行分析，可直观分析与判断拉杆、模板的应力分布状况，用以保证模板结构拓扑优化对其基本参数的要求。有限元分析方法和优化方法的综合运用，可在保证拉杆应力分布合理的前提下，保证模板变形的协调性，以减少其弯曲变形而产生的附加弯矩对拉杆的不利影响。本文的研究方法，可为注塑机拉杆与各模板的设计与改进提供理论依据。     

三维编织Cf/SiC复合材料的拉伸破坏行为

通过三维编织碳纤维(carbon fiber，Cf)／SiC复合材料样品单向拉伸以及单向拉伸加卸载实验．结合样品断口观察．从宏观上分析了三维编织Cf／SiC复合材料单向拉伸时的力学响应，为进一步描述三维编织Cf／SiC复合材料力学行为奠定了实验基础。实验结果表明：三维编织Cf／SiC复合材料单向拉伸时，卸载模量衰减与应力呈线性关系，残余应变的增加与应力呈二次函数关系。微裂纹主要在编织节点处萌生，沿纤维束界面扩展，最终在编织节点处汇合，导致样品发生破坏。     

注塑机拉杆螺纹端断裂原因分析与研究

拉杆是注塑机中的重要组成部分,在使用中经常发生拉杆螺纹端断裂,给客户和厂商造成巨大的经济损失。本文通过对注塑机定模板的力学模型分析,首次提出定模板为超静定梁的新观点,分析研究定模板发生倾斜的原因,并运用拉杆中部挠度理论分析计算定模板倾斜对拉杆径向力的影响,通过强度理论分析比较拉杆螺纹底径与螺纹在拉伸和弯曲组合作用下的应力分布,结合开合模循环周期内拉杆的脉动应力循环特征,解释拉杆螺纹端产生疲劳断裂的原因特点。研究结果表明对目前还仅凭经验和类比缺乏优化设计方面可提供借见,期望本文对注塑机拉杆设计技术进步起到积极的推进作用。     

ATOX立磨的应用与维修(二)

3.5 联接头 联接头是联接磨辊轴、拉伸杆及扭力杆的重要零件,受力较复杂。其损坏形式除少数情况因铸造缺陷开裂或因护板脱落而磨损外,多数为被动损坏。由于其与拉杆间为螺纹联接,一旦拉杆在螺纹处断裂,联接头也就报废了。即使拉杆断在螺纹根部或正常拆卸拉杆,也常常因螺纹变形而无法把拉杆头旋出而被迫动用气割破坏性地拆卸。因此,这种联接方式亟待改进,改进方法在4.2中阐述。     

过载拉伸对焊接接头应力集中区域力学行为的影响

本文以弹塑性有限元为基础,建立了过载拉伸对焊接接头应力集中区域的力学数值计算模型,得出了在不同载荷下板材的应力集中区域的应力分布情况,单元屈服以及卸载后的残余应力分布情况。结果表明:过载拉伸时,在应力集中处会首先发生屈服,并伴有一定的拉伸塑性变形;卸载后,在构件中会产生由于不均匀塑性变形引起的残余应力,在应力集中处发生拉伸塑性变形的区域将产生压缩应力,该压缩应力对结构是有益的。     

三维针刺碳纤维增强SiC复合材料在加载-卸载下的拉伸行为

对T300碳纤维增强三维针刺碳纤维增强SiC(C/SiC)复合材料(纤维体积含量为30%)的单调和加载-卸载拉伸载荷下的拉伸行为进行了研究.结果表明:T300碳纤维增强三维针刺C/SiC复合材料的拉伸强度和断裂应变分别为129.6MPa和0.61%.单调和加载-卸载拉伸应力-应变曲线均为非线性变化,主要是复合材料中裂纹的扩展,界面相脱黏和滑移,以及纤维的逐步断裂和拔出所致,使得复合材料在拉伸载荷下呈非脆性破坏.卸载应力水平对卸载后的残余应变和再加载模量有较大影响.卸载应力小于80 MPa时,随着卸载应力的增加,残余应变线性增加,模量线性降低:卸载应力高于80MPa时,二者随着卸载应力的增加而呈二次函数快速变化.     

注塑机拉杆螺纹的应力集中问题设计研究

在AutoCAD图形环境中建立了注塑机拉杆的立体模型,通过stl格式转换为研究螺纹应力集中问题的有限元模型.讨论了不同牙形角拉杆螺纹的应力分布情况,发现齿形对拉杆螺纹牙根处的应力集中影响很大.设计了一种应力集中系数较小的牙形,前倾角为30°,后倾角为0°     

注塑机调模板的分层顺序优化

以注塑机调模板对拉杆应力偏载的影响为出发点，运用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立调模板的三维几何模型、有限元分析模型和分层顺序优化模型。用序列凸规划方法（SCP）对调模板进行拓扑优化，依据伪密度云图构造其分层结构。在新构形的基础上，以凋模板的最大变形量和最大应力为约束条件；以其体积最小化为优化目标，用最小二乘法建立目标函数和约束条件的逼近函数，用罚函数法建立基于响应面的无约束方程，用序列无约束最小化方法（SUMT）对结构参数进行优化。新结构的分析结果显示：其应力分布较均匀，拉应力区域的最大应力较小。     

2维C/SiC复合材料的拉伸损伤演变过程和微观结构特征

通过单向拉伸和分段式加载-卸载实验,研究了二维编织C/SiC复合材料的宏观力学特性和损伤的变化过程.用扫描电镜对样品进行微观结构分析,并监测了载荷作用下复合材料的声发射行为.结果表明:在拉伸应力低于50MPa时,复合材料的应力-应变为线弹性;随着应力的增加,材料模量减小,非弹性应变变大,复合材料的应力-应变行为表现为非线性直至断裂.复合材料的平均断裂强度和断裂应变分别为23426MPa和0.6%.拉伸破坏损伤表现为:基体开裂,横向纤维束开裂,界面层脱粘,纤维断裂,层间剥离和纤维束断裂.损伤累积后最终导致复合材料交叉编织节点处纤维束逐层断裂和拔出,形成斜口断裂和平口断裂.     

周向均布多型芯圆弧抽芯注塑模设计

风轮塑件上有12个周向均布的圆弧形叶片,注塑生产时需要多型芯圆弧抽芯,常规的注塑模结构不能满足生产要求,为此设计了一种特殊的风轮注塑模具。论述了模具结构特点和工作原理。该模具由一个带曲线导槽的套、一个旋转环1、2个拉杆及12个圆弧型芯组成了圆弧抽芯机构,而未采用一般的齿轮-齿条机构或连杆机构,简化了模具结构,解决了注塑风轮塑件抽芯难的问题。     

基于随机约束的高压容器可靠性优化分析及MATLAB实现

在应力、强度和其他参数均服从正态分布的条件下,把直接导致容器失效的约束作为随机约束,建立了以单层高压容器质量最小为设计目标的数学模型,探讨高压容器在随机约束条件下的优化设计方法。通过仿真算例和MATLAB寻优求解,说明在确保容器可靠性的条件下,此方法具有使容器结构设计更加科学、合理的特点。     

Anomalous Stress Profiles in Ion-Exchanged Glass

Photoelastic measurements on specimens sliced from ion-exchanged slabs and cylinders have revealed a tension maximum in the distribution of the axial stress. This maximum is not predicted by the conventional stress analysis, which assumes a plane stress condition and ignores the existence of an additional characteristic distance, the thickness of the exchanged layer. A 2-dimensional finite element analysis under a generalized plane strain condition showed that a tension maximum in the axial stress occurs if the thickness of the slice from the plate is neither smaller than the layer thickness nor much greater than the plate thickness.     

真空玻璃的应力分析及强度设计

基于真空玻璃的典型结构特征,分析了大气压差、温差及风载荷作用下真空玻璃的应力分布特征,给出了最大弯曲拉应力定量计算公式。基于结构抗力设计方法,分析了长期和短期应力协同作用下真空玻璃的承载性能设计。结果表明,在给定基片厚度情况下,随着支撑物间距的增大,真空玻璃最大弯曲拉应力呈近似线性增长,在支撑物间距不变情况下,真空玻璃最大弯曲拉应力随基片厚度增大呈指数式下降趋势。温差引起的最大弯曲拉应力与玻璃基片厚度及长宽尺寸无关,但与膨胀系数有关,温差值与其引发的真空玻璃最大弯曲拉应力呈线性关系。相同条件下,真空玻璃抗风压性能弱于与其等厚度的单片玻璃。在长期和短期应力协同作用下,宜分别计算不同应力作用时间下真空玻璃的效应设计值进行校核。     

胶层厚度对拉伸试样应力分布影响的数值分析

运用弹塑性有限元法研究了胶层厚度对承受拉伸载荷的对接接头胶层内应力分布的影响．三维有限元法数值分析的结果表明，随胶层厚度减小，胶层中正应力SZ与剪应力SYZ的分布趋于均匀；而对正应力SY而言，胶层厚度为0．15mm时，其边缘峰值应力最低。     

基于ANSYS的聚丙烯围板箱的优化设计

旨在利用有限元方法对一种塑料围板箱进行优化,在保证其结构强度的基础上减轻其质量,降低生产成本.首先在进行蜂巢板三点弯曲试验的基础上进行有限元模型验证,接着运用ANSYS Workbench的多目标优化模块进行了敏感度分析、响应面分析和响应面优化.通过分析结果,优化后的蜂巢板质量减少了10.4％,等效应力下降了2.73％...     

聚合物硫包尿素的养分释放特征

对聚合物硫包尿素(简称PSCU)产品的养分释放特性进行了试验研究。试验结果表明,PSCU在抗冲击性和耐磨性上均明显优于硫包尿素(简称SCU);PSCU能明显克服SCU的“破裂释放”模式的缺点,使养分释放更加平缓;硫膜的厚度对PSCU的养分释放期起决定性作用,养分初期溶出率随着硫膜厚度的增加而降低, 养分释放期相对延长;在相同涂硫量的条件下,PSCU养分初期溶出率随着外层聚合物用量的增加而降低,养分释放期相对延长。因而可以通过改变硫膜和聚合物的厚度来调节其养分释放特性,生产具有不同养分释放特性的控释肥料。     

Studies on the melt spinning process of noncircular fiber by numerical and experimental methods

The spinning process of noncircular fiber was investigated in this work. A combination of numerical simulations and experiments made it possible to find out the optimum processing condition for shaped fiber. First, an inverse method which combined two‐dimensional/three‐dimensional simulation with experiments was utilized to find out the temperature and draw ratio dependent surface tension in melt spinning of shaped fiber. The surface tension as a function of temperature and draw ratio was found to be decisive to the change of cross‐section. Second, an orthogonal numerical experiment and statistics analysis were carried out to determine the optimum spinning condition for the desired noncircular fiber. The optimum spinning condition was well validated by experiments. It was then proved that the integrated method in this work, including the numerical method, the inverse method to determining the surface tension, and the orthogonal analysis, can be a good solution for the design and processing of profiled fibers. POLYM. ENG. SCI., 50:1935–1944, 2010. © 2010 Society of Plastics Engineers     

壳聚糖对中药甘草水提液的絮凝效果及沉降模型

采用天然高分子絮凝剂壳聚糖对甘草水提液进行絮凝除杂,考察pH值及絮凝剂投加量对药液絮凝率、z电位及沉降速度的影响. 结果表明,在pH=6条件下,随絮凝剂投加量增加,z电位的绝对值先减小后增大,絮凝率先升高后降低,在有效絮凝范围内,沉降速度随投加量增加而加快,最佳絮凝剂投加量为0.347 g/L,此时药液的澄清度最高,絮凝率可达93.58%,z电位为-2.94 mV,最大沉降速度为18 mm/min. 在絮凝剂投加量为0.347 g/L时,随pH值增高,z电位的绝对值先减小后增大,絮凝率先升高后降低,沉降速度加快,最佳pH值为5,此时药液的澄清度最高,絮凝率可达94.53%,z电位为-2.04 mV,最大沉降速度为15 mm/min. 实验体系的z电位越接近等电点越有利于中药水提液的絮凝. 对实验数据回归建立了沉降速度模型,并利用颗粒沉降理论分析了其合理性.