跨座式空中轨道系统轨道梁制造焊接变形的控制

正跨座式空中轨道系统,是一种新兴的城市轨道交通系统,在距地面8~10m的高度运行,具备线路设计灵活、施工便利、工厂化生产、乘坐舒适、节约用地及造价相对较低等显著特点。1.项目概况该项目位于某市5A级景区,集旅游与观光于一体,线路全长9.5km,将景区内各大景点贯穿在一起(见图1)。主体轨道系统分为轨道梁、支座及支撑柱三部分。轨道梁通过支座底板与支座用高强螺栓联接;梁段间接口处腹板及上盖板间不连接;支座与立柱用销轴联接;立柱通过预埋件与基础连接。钢结构杆件之间连接如图2所示。钢材材质Q345D,总重7 000t。     

极限风载下大型过山车轨道结构变形和应力分析

针对十一环过山车整体轨道的空间结构,采用Beam188梁单元建立分析模型,计算了极限风载荷工况的结构变形和应力。结果表明,轨道结构符合强度要求,但在两个立环顶端出现了超过90 mm的变形,需要对整体结构设计进行优化。研究表明,由于大型过山车轨道结构呈现复杂的空间布置形式,传统的强度和变形分析难以精准计算应力和变形值,三维空间有限元分析方法能为过山车设计提供可靠精确的设计依据。     

垂直力加载下微变形梁的结构设计与优化

为垂直加载力设计大跨度小变形的承载横梁。横梁设计跨度为3 422 mm,在工作平面终点处施加最大的垂直加载力10 k N,横向位移为1 100 mm,此时要求横梁变形量小于50μm。以16 mm钢板为主要材料,仿照工字钢的强抗压性,以及等强度梁的抗变形能力,借助Ansys Workbench软件,设计符合工况的非标的重量轻的小变形横梁,使其达到设计变形量和许用应力。以横梁的总变形和等效应力最小为目标函数,以仿工字钢和仿等强度梁的关键结构尺寸P_3,P_4,P_5,P_6为设计变量,对横梁进行结构优化,并分析横梁的最大变形为40μm。通过对非标横梁进行垂直加载力的实验分析可知,加载力10 k N时系统最大变形为38μm,两者相对误差为5%。结果表明,优化设计后的横梁能够满足工况设计要求。     

旋转变截面扭梁的变形应力分析

本文研究了在剪切变形和转动的影响下,在轴向变形、弯曲变形和剪切变形的作用下的旋转变截面扭梁的单元刚度矩阵。假设扭转角、宽度和厚度沿着梁的长度方向都是线性变化的。给出了转速和轮毂半径对于梁的变形和应力的影响：转速增大时能增加轴线方向的变形和应力,但是却减小弯曲变形、剪切变形以及由它们产生的应力；而轮毂半径主要是影响梁的轴线方向的变形和应力,对弯曲变形和剪切变形的影响比较小。     

偏心圆柱凸轮与轴管液力连接应力和变形分析

根据弹性力学中复势表示的应力和变形方程,选取适当复势,确定边界条件,得到了正交曲线坐标下偏心圆柱凸轮液力连接过程中的径向应力、环向应力和剪应力及径向、环向、x向和y向的变形公式。液力连接中轴管膨胀作用下,偏心圆柱凸轮壁厚最薄处外表面点环向应力系数最大为4.85。当极角大于152°时,外表面的环向应力系数大于内表面的。50 MPa液压压力作用下,内、外表面环向变形最大值分别为2.49μm和8.27μm,位于极角42°和62°处。径向和y向变形在壁厚最小处最大,分别为23.15μm和21.46μm。内、外表面x向变形最大值分别为16.59μm和12.15μm,位于极角114°和96°处。液力连接过程中偏心圆柱凸轮环向应力和变形随载荷线性增加。偏心圆柱凸轮环向应力的解析解和数值解相差较小。偏心圆柱凸轮液力连接过程中受内压作用,应力、变形计算公式为该类零件的失效分析提供理论基础。     

活塞在渡和机械载荷作用下的应力和变形的有限元分析

应用Marc有限元分析软件，采用3维有限元法计算柴油机活塞在温度和机械载荷作用下的应力和变形分布情况，并在此基础上确定活塞失效的主要位置，从而为改进设计提供参考。     

活塞在温度和机械载荷作用下的应力和变形的有限元分析

应用 Marc有限元分析软件 ,采用 3维有限元法计算柴油机活塞在温度和机械载荷作用下的应力和变形分布情况 ,并在此基础上确定活塞失效的主要位置 ,从而为改进设计提供参考     

双轴加载下缺口应力应变分析的改进方法

已有的研究表明利用Neuber法以及等效应变能密度法(ESED法)计算缺口尖端应力应变时,前者计算的结果偏高,后者计算的结果偏低。而利用上述两种方法计算的结果分别为估算结果的上下限。基于对两种方法计算结果的分析,在Neuber法的基础上,改进其计算方法的不足,同时在改进的过程中考虑了材料特性(弹性模量、屈服强度以及泊松比)对应力应变估算结果的影响,同时又保证改进方法估算结果位于Neuber法和ESED法之间。以LD5缺口件为算例,利用改进方法估算其缺口根部应力应变结果,并将其与有限元结果进行对比,二者吻合度较好。     

不同加载工况下的齿轮啮合冲击应力分析

大型船用齿轮在工作中经常受到瞬时冲击,长期作用下会对轮齿造成失效性破坏。基于有限元方法对船用齿轮箱中负载较大的斜齿轮副建立模型,通过显式动力学模块对其在不同加载工况下动态啮合过程进行仿真分析。计算结果表明,斜齿轮副不仅在不同加载速度下产生的齿面动应力差别较大,而且在齿面的不同部位产生的动应力值也存在较大差异。应在船用斜齿轮副的结构和强度设计中给予充分考虑。     

切向加载下螺栓连接复合板的失效分析*

极限载荷和孔周应力是导致螺栓连接复合板失效的主要因素。基于Hashin失效准则和有限元模型建立螺栓连接复合板的渐进损伤有限元模型,通过位移载荷响应讨论预紧力、界面摩擦因数和孔隙变化对极限载荷的影响,分析不同铺层角下孔周应力分布规律。结果表明：随预紧力增大,螺栓连接复合板极限载荷先增大后减小,随摩擦因数增大,螺栓连接复合板极限载荷逐渐增大;不同孔隙下准线性阶段位移载荷响应基本一致,孔隙对极限载荷的影响主要体现在滑移阶段及剪切变形阶段;孔隙增大会减小螺栓与螺孔间的有效接触面积,影响螺栓连接的压力分布和强度;纤维铺层方向与应力分量同向时可有效减少外载荷导致的该方向应力分量的变化,且主应力分量皆在承压区域达到其最小值;应力分量方向与纤维铺层方向相同且该方向无外载荷作用时,应力分量随着角度从承压区到非承压区递增变化。     

电火花工作台的应力变形分析和研究

汽轮机叶片用电火花设备需要的工作台尺寸大,结构较为复杂,一般为铸造结构,文中针对外协铸造厂提供的一种铸造回转工作台,应用ANSYS进行应力变形的分析和研究,对其工作台的设计方案进行审核和检验。     

汽车钢板弹簧的应力和变形分析

应用有限元法对一种在垂直力作用下的3片式钢板弹簧进行分析,其中应用8节点块单元对板簧进行实体建模,采用接触分析来模拟板簧各片逐渐进入接触的情况。对钢板弹簧的中心螺栓、U型螺栓夹紧和卷耳、吊耳部分的铰链约束进行独特的处理。应用所建立的有限元模型计算板簧的应力分布和载荷-变形曲线。对该板簧进行的实验应力分析表明,应用该有限元模型得到的计算应力和载荷-变形特性与试验结果吻合较好。     

涡盘在气体力和温度载荷作用下的应力及变形分析

采用有限元方法，对涡旋压缩机动涡盘在气体力及温度载荷作用下应力分布特点及变形规律进行了分析。结果表明最大应力发生在齿头根部，对变形的分析中得到气体力主要影响径向及周向变形。而温度载荷主要影响轴向变形。     

浅拱形薄壳在流体作用下的变形与应力分析

应用弹性薄壳的基本理论和流体弹性力学基本方程,结合相容拉格朗日-欧拉法,建立接触面处流体与固体相互作用的运动学方程和动力学方程,深入研究浅拱形薄壳在流体作用下的弯曲变形;给出在倾斜流动和对称流动状态下,法向位移系数的线性方程表达式;结合边界条件求解得到浅拱形壳的变形、压力及应力的算式。并通过具体算例,绘出挠度随壳体材料、壳体厚度、壳体弧长、迎角和流体速度等参数变化的关系曲线,给出发生最大变形、最大应力所在的位置及数值;分析相关参数变化对浅拱形壳体变形和应力状态的影响。其分析结果可供流体作用下浅拱形薄壳的强度与刚度设计参考。     

弹性闸板应力和变形的分析及计算

介绍了按实际工况建立的弹性闸板力学模型。给出了利用计算机求解的有限元和有限元半分析法。通过光测和电测等实验应力分析 ,验证了理论分析的正确性。利用计算机进行大量系列计算和空间曲面拟合建立并简化了解析式 ,使之成为实用的计算公式     

蒸压釜摆动装置的应力和变形分析

利用ANSYS Workbench平台建立了侧开门蒸压釜摆动装置三维模型,对该结构应力和变形进行分析,同时采用电测法对摆动装置门轴的应力进行实际测量,并将测试结果与有限元结果进行了对比,验证了有限元结果的可信性和有效性。结果表明,摆动装置工作过程中,轴是危险构件,轴固定端根部应力最大;沿釜门沉降方向(-y方向)变形最大,影响釜门正常关闭。在蒸压釜摆动装置设计过程中,需要重点关注轴的安全和加强摇臂端部的刚度,以便增强装置的安全性和稳定性。摆动装置有限元计算的结果具有较高的可信度,研究结果可为设计和优化摆动装置结构提供理论支持。     

热力管系弹性变形和应力的有限元分析

本文根据弹性理论,用有限元法对热力管系的热弹性变形和应力进行了较细致的分析计算。得到了整个管系及所有支承弹簧和滑动支架的变形和应力状态,并对管系的可靠性提出了评定,为该热力管系的改造设计提供了重要依据。本文的方法同样适用于其它复杂热力管系的变形和强度计算。     

内压和外载荷作用下接管和管道连接部位的应力评定

接管是压力容器中不可或缺的部件,用于将容器与管道连通.在分析设计过程中,由于载荷种类复杂,应力种类较多,基于有限元分析软件的计算结果,很难区分出一次加二次应力强度中的一次应力成分,给应力评定带来很大困扰.以实际工程算例为基础,采用理论公式和有限元分析相结合的方法计算接管连接区的应力强度,并按规范进行了评定.具体步骤如下...     

基于Pro/E和ANSYS的斜齿轮建模和应力分析

本文运用Pro/E进行三维建模,建立了精确参数化圆柱斜齿轮模型,为ANSYS有限元应力分析提供了精确的分析模型。利用ANSYS进行有限元计算,分析了渐开线斜齿轮啮合最不利加载线位置,并在此位置对齿轮施加载荷,提高了齿轮强度分析计算的精度,为齿轮的设计提供更准确的数据。同时,研究了不同的过渡圆角对齿根最大应力的影响,对提高轮齿弯曲强度的表面硬化热处理方法提供了定量依据。