受拉弯扭阶梯轴应力集中系数的有限元分析

为减轻阶梯轴过渡圆角处的应力集中现象,采用有限元方法将阶梯轴离散成实体单元,使用多点约束方法实现集中力和集中力矩的施加。首先进行影响因素分析,然后研究圆角半径与阶梯轴小端直径的比值对应力集中的影响。结果表明:在轴力、弯矩和扭矩作用下,阶梯轴过渡圆角处的应力集中系数、最大应力的作用位置与光弹性实验的结果吻合程度很高。     

高压涡轮轴安装边倒角低应力设计方法

航空发动机涡轮鼓筒轴承受着复杂的外载荷,在涡轮轴的安装边倒角处会产生应力集中,影响涡轮轴的整体寿命和性能。本文研究在扭矩、轴向力、离心力以及热应力4个载荷作用下涡轮轴安装边附近倒圆角的应力场分布,设计了单圆弧倒角方案、双圆弧倒角方案,并运用ANSYS Workbench软件对双圆弧设计方案进行优化。通过比较三种结构的应力场分布,得到涡轮轴安装边倒角的低应力设计方案。本文得到的最优双圆弧设计方案相比单圆弧设计方案,倒角处的最大等效应力降低了13.97%。     

基于表面外推法的结构热点应力计算方法研究

为获得准确的结构热点应力，确保风电机组部件疲劳寿命的可靠性，建立不同网格尺寸、单元类型的有限元模型，研究了网格精度、单元类型、外推方法对焊接接头结构热点应力计算结果的影响。结果表明：结构热点应力随着网格尺寸细化呈现出先增大后减小的趋势，在网格尺寸为0.33t (t为板厚)时达到峰值。四面体单元模型的计算结果保守且受网格尺寸的影响更为显著，并且对网格精度有较高要求。不同网格精度的四面体模型运用两种外推法计算结果最大相差13.56%；六面体单元模型运用两种外推法计算结果相差均在10%以内。随着网格细化两种外推法的计算结果逐渐接近；当网格尺寸细化到0.2t时，六面体单元模型的结构热点应力仅相差1.87%。     

叶根前缘倒角对低压涡轮转子叶片强度的影响

针对某型航空发动机低压涡轮转子叶片在叶根前缘倒角处发生应力集中的问题,研究了叶根前缘倒角半径对低压涡轮转子叶片强度的影响。研究结果表明,随着叶根前缘倒角半径的增加,低压涡轮转子叶片根部前缘倒角处应力集中效应降低,可作为减少低压涡轮转子叶片疲劳破坏和断裂失效的措施。叶片表面气动力载荷、离心力载荷是导致低压涡轮转子叶片根部前缘倒角处应力集中的主要原因。其中,气动力载荷引起的应力占总等效应力的78%,离心力载荷引起的应力占总等效应力的22%,温度场载荷引起的应力可忽略。     

钢筋调直机双槽辊输入轴的静力分析

为了研究钢筋施加给不同直径调直辊的载荷对双槽辊输入轴的影响,运用三维软件Solidworks,对钢筋调直机部分机体进行建模,并且使用有限元分析软件Ansys Workbench,对不同直径调直辊施加相同的载荷,进而对双槽辊输入轴进行应力应变分析。模拟得出双槽辊输入轴的应力、应变的大小及分布。对模拟结果进行分析比较后得出,在对不同直径调直辊施加相同载荷时,双槽辊输入轴轴肩处出现应力最大值,在调直辊一侧的轴肩附近虽然有应力集中,但是即使是在调直辊直径最小123mm时,其最大应力也仅为389.68MPa,远小于材料屈服应力540MPa,且其安全系数也满足要求。     

轴对称压力容器的形状最优化

在计算压力容器不连续应力方面已做过大量的研究,但是,使压力容器不连续处应力集中最小的形状最优化问题只获得很少成果。本文通过高压管箱锥形过渡段的形状最优化问题,寻求压力容器最优形状的通用方法。在进行结构分析时,采用三角形截面的环状轴对称单元,这种单元的可靠性已用光弹性试验进行验证。在优化的过程中,有限元网格的划分是自动形成的。     

高空作业车作业臂有限元结构分析

利用有限元分析软件ANSYS对高空作业车的作业臂进行结构分析与研究，详细论述三维模型的导入、单元类型选择及网格划分、约束和载荷的处理及联接处的耦合处理，得出作业臂的危险工况及应力集中点，为作业车的设计和改造提供理论依据。     

阶梯轴轴肩根部应力集中的电阻应变测定法

阶梯轴的疲劳断裂往往在轴肩根部发生。本文论述如何以电阻应变测量法,测定阶梯轴轴肩根部应力集中区域最大应力点的动态应力。     

阶梯轴轴肩过渡曲线形状优化的实验分析

利用实验应力分析的电测手段，在扭转和弯曲工作条件下，对阶梯轴轴肩过渡曲线形状优化前后的应力集中变化进行了实验分析，获得了最佳的应力集中系数，验证了理论结果。     

台阶轴校直工艺计算方法及实验研究

在研究热处理后台阶轴轴肩处发生弯曲变形的基础上，根据弹塑性力学理论，探讨应力集中对校直过程的影响，提出台阶轴校直工艺计算方法。实验研究表明该方法能有效应用于台阶轴的校直过程，对制定齿轮轴等台阶轴零件校直工艺有一定的指导意义。     

自行火炮扭力轴局部应力应变随机性分析及应用研究

通过实车试验,获得自行火炮扭力轴的随机载荷谱。采用材料的分段折线式循环应力、应变幅曲线,将改进的二阶矩法与Neuber法结合,提出计算扭力轴应力集中处局部应力、应变随机性的方法。根据随机性分析结果,获得由材料和载荷随机性引起的扭力轴局部应力、应变的概率密度函数,通过二重积分得到联合概率密度函数。结果表明,扭力轴同时具有高周和低周疲劳现象。结合工程实际提出计算不同工况下两种疲劳模式概率的方法,通过进一步研究可以得到自行火炮扭力轴的疲劳可靠性。研究方法对于工程机械装备疲劳可靠性分析和评估具有参考价值。     

基于弹簧支承的柴油机曲轴强度有限元分析

运用MSC．Patran＆Nastran对某柴油机曲轴整体进行三维实体建模、网格划分和静强度有限元分析。在计算中充分考虑主轴承刚度对曲轴应力的影响,采用弹簧单元模拟轴承支承,更接近实际情况。为了避免在计算结果中因弹簧单元的单节点支承而产生的应力集中影响曲轴整体的应力分布,提出曲轴强度分析分两步进行的计算方法,最终得到整体曲轴准确的应力分布。还探讨不同轴承支承刚度对整体曲轴应力状态的影响,结果表明主轴承支承按刚性支承处理是偏危险的。     

三维斜置表面裂纹应力强度因子边界元计算及分析

建立半椭圆表面裂纹模型,并借助边界元分析软件FRANC3D计算不同裂纹面网格划分下裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,将计算结果与理论解进行比较,分析裂纹面网格划分对计算结果精度的影响,得出最优网格划分;在此基础上计算两种斜置半椭圆表面裂纹前沿不同位置处的应力强度因子,分析斜置角度和椭圆角对裂纹前沿应力强度因子的影响,对工程实际具有参考意义。     

煤矿提升绞车传动轮系优化设计

选定JTB-0．8×0．6A型绞车作为研究对象,结合其技术参数进行分析,提出选用NGW作为其行星轮的啮合方式,接着对行星轮系的设计展开分析。通过对太阳轮轴进行基于ANSYS 平台的应力分析,得出轴肩及与齿轮和轴的接触处存在应力集中的现象;通过基于LS-DYNA平台分析计算齿轮的应力应变情况,得出行星齿轮啮合过程中的最大应力集中在太阳轮上。针对分析结果,给出相应的优化对策。     

轴毂过盈联接的应力分析和接触边缘效应

用弹性力学和有限元方法对轴毂过盈联接进行了详细的分析，据此指出了弹性力学方法的弊端和有限元方法的优势。有限元方法不仅可以获得与弹性力学完全一致的理想模型下过盈联接的应力等，还能够分析弹性力学所不能求解的接触边缘效应——由接触引起的边缘应力集中。由于考虑了应力集中的存在，用有限元分析方法对轴毂过盈联接进行设计和校核，更符合实际情况，从而更合理。     

基于Abaqus的有限元薄壁结构静强度分析方法研究

首先对利用有限元进行结构强度计算的作业流程进行介绍,然后针对薄壁结构在进行有限元静强度计算时采用的不同网格类型和网格尺寸对计算结果准确性的影响进行研究:对同一薄壁结构分别按"六面体单元、四面体单元和壳单元"的形式进行网格划分,分析不同网格类型对计算结果的准确性影响大小;同时,对薄壁结构按同一种网格类型,分别设置不同网格尺寸,分析网格尺寸的大小对计算结果的准确性影响大小。研究结果可为工程实践中薄壁结构的强度计算提供指导。     

土工离心机超重机器人Y轴横梁的变形计算与分布

对土工离心机超重机器人的重要部件-Y轴横梁进行了有限元分析。采用三维十节点四面体结构实体单元进行网格的划分，得到20888个单元和43220节点的有限元模型。计算了Y轴横梁在不同离心惯性力作用下168种工况的变形，考虑了离心惯性力方向的影响，得到机器人在受到不同离心惯性力时横梁的变形图。     

基于有限元的关节轴承研究

关节轴承的接触特性对其运行性能具有重要影响,为了研究关节轴承的接触特性,利用有限元软件ANSYS建立了关节轴承有限元模型.分析了轴向载荷、径向载荷和轴径复合载荷下关节轴承的应力分布,并研究了导油槽对接触应力的影响.结果表明:轴向载荷、径向载荷和轴径复合载荷下的应力分布和应力集中部位不同,但各种载荷下关节轴承外圈球面边缘处都产生应力集中;轴承外圈的最大应力比轴承内圈最大应力大;合理的导油槽能够起到减小应力集中的作用.     

轻量化中基于应力驱动的单元网格构型匹配研究

为了实现结构体在满足力学性能前提下消耗最少材料,获得最轻重量的轻量化要求,提出一种基于应力驱动的单元网格构型匹配建模设计方法。将从单元网格构型库中选取的模型进行受力分析,得到不同单元网格构型所能承受的最大应力。对结构体建模进行受力分析得出结构体受力状态下三维空间应力值数据库,结合不同单元网格构型所能承受的最大应力进行匹配,实现结构体的轻量化设计。轻量化设计得到的结构体,不仅能够满足其力学性能,而且相比原来结构体的体积和重量减少了约48%,耗材更少。     

八轴电力机车构架有限元分析

为尽可能反映构架等结构中真实应力,采用Solid 95单元、Solid 45单元、Solid 285单元、Solid 92单元分别用2～20 mm的单元尺寸对T型构件进行网格划分,在相同边界条件下对其进行计算,通过计算结果与理论解的对比分析,提出了构架有限元模型中单元的选择方法,建议使用Solid92单元,规则处选用8～16 mm的单元尺寸,不规则处选用8 mm以下的单元尺寸。分析了某八轴电力机车转向架构架的载荷特点,考虑了与实际条件更加接近的载荷工况,利用大型有限元分析软件ANSYS对该构架进行静强度及疲劳强度仿真计算。研究表明构架静强度足够,疲劳强度满足要求。