一种新燃料组件运输容器设计研究

新燃料组件运输容器是新燃料组件制造和运输过程中必须具备的重要设备,根据运输容器设计准则,在对国内核电站所采用运输容器调研的基础上,结合新燃料组件的性能特点,确定了运输容器的运输姿态及装载量,并从强度设计、减震设计、隔热设计几个主要方面开展了运输容器结构方案研究,确定了运输容器的结构方案。利用ANSYS软件对运输容器9 m自由跌落试验及800℃火烧试验进行了仿真分析,分析结果表明在经受运输事故工况时运输容器的完整性可以得到有效保证。     

基于跌落仿真试验的核工业用金属氧化物产品容器设计

为确保核安全,某类核工业用高放射性金属氧化物粉末需在特定产品容器中装载并密封。为避免该型产品容器在操作、贮存及转运过程中因跌落造成容器包容性失效,进而引发放射性物质泄漏,需要在设计时充分考虑产品容器的强度、刚度和抗冲击能力,文中对其进行了试验验证。为充分验证该型产品容器能否满足抗跌落要求并完成结构优化,文中基于跌落仿真试验对设计的产品容器进行校验,对比分析了产品内外容器竖向、横向、斜向跌落共6种典型仿真工况的计算结果,并根据计算结果完成设计优化。研究分析结果表明,在不同跌落工况下该型产品容器会出现一定程度上的变形,但其最大等效应力强度均小于许用应力限值,完全满足设计的刚度和强度要求。研究工作为核工业用产品容器的设计奠定了理论基础并提供了试验支撑。     

抗事故包装箱缓冲结构厚度计算方法研究

为了降低放射性物质在运输与贮存中出现泄漏的风险,通常采用抗事故包装箱对其进行包装防护.介绍了抗事故包装箱跌落的数学模型和缓冲材料的力学性能,基于能量转化的思想分析了抗事故包装箱端面跌落、底面跌落和角跌落三种典型情况,给出了端面跌落和底面跌落时缓冲层厚度的计算公式,并对角跌落时缓冲层厚度是否满足设计要求的验证方法进行了分析,给出了有效的验证方法.计算方法和公式可为抗事故包装箱工程结构初步设计提供理论依据.     

园林修枝机跌落仿真研究及结构优化设计

针对园林修枝机在使用和运输中可能发生跌落破损的问题,对修枝机关键部位的跌落过程进行了研究。运用Hypermesh和LS-DYNA联合仿真技术对修枝机水平跌落、竖直侧向跌落两种极限工况进行了仿真分析,得到了修枝机发生跌落后关键部位的最大冲击应力和破损发生位置。然后对修枝机进行了实际跌落试验,观察到破损发生的位置。结合仿真试验和实际试验结果,得知修枝机发生跌落后,其旋转管部件发生了较为严重的破损现象,影响了修枝机的使用寿命。对旋转管结构进行了优化设计,并通过跌落仿真进行了验证。研究及设计结果表明:改进后的结构在两种极限工况下跌落时关键部位不发生破损,满足设计需求。     

缓冲材料对屏蔽转运容器跌落特性的影响研究

利用SolidWorks Simulation跌落测试模块对屏蔽转运容器进行了跌落测试分析。研究了屏蔽转运容器在无缓冲垫、缓冲垫为PE塑料以及缓冲垫为天然橡胶三种工况下的跌落特性。仿真结果表明跌落碰撞过程中无缓冲垫时的最大应力值接近材料的屈服强度,如果发生跌落容易造成核废料泄露。PE塑料作为缓冲垫时的最大应力值与无缓冲垫时相差不大,没有起到缓冲吸能的作用。天然橡胶作为缓冲垫时的最大应力值明显降低,起到了很好的缓冲保护作用。     

履带式移动机器人车体跌落碰撞仿真分析

移动机器人本体与地面冲击碰撞过程属于高度非线性结构问题,数值仿真与模拟试验技术为其求解提供了有效的解决方法。文中应用非线性有限元分析法对小型履带式移动机器人机动平台的跌落碰撞过程进行仿真计算。采用ProE软件建立机器人平台机架的三维实体模型,从中获得零件准确的质量、质心位置和惯性矩等计算参数。两侧塑料履带轮和橡胶履带简化成四个超弹性橡胶轮,地面被简化为一刚体材料,地面与平台机体接触刚度川橡胶轮弹性等效代替,忽略箱体上轴孔,对箱体中的零件质量采用等效质量方法分摊到简化的箱体上。利用ANSYS／LS-DYNA模块分析平台在不同高度、不同着地姿态下跌落碰撞过程,获得跌落碰撞过程中的应力、变形值,仿真结果清楚显示出平台本体内部应力、应变及变形随时间变化的详细分布情况。与试验法相比,有限元数值仿真法节省时间、降低费用、提高设计质量。对机器人本体设计、研究工作具有重要的参考意义。     

数字散斑相关方法测定混凝土表面位移场

利用数字散斑相关方法,研究了混凝土试块在压缩载荷作用下的表面变形情况,绘制了混凝土试块表面x方向和y方向的位移场图。实验表明,数字散斑相关方法能够有效测定混凝土表面的变形分布情况,为进一步讨论混凝土材料的本构关系提供基础。     

通用服务器带包装跌落仿真分析

采用仿真分析软件,对通用服务器带包装模型进行网格划分、参数设定,并详细介绍跌落仿真分析过程中的建立与设定。利用Dynamic Explicit求解器进行跌落过程的求解运算,分析跌落过程中服务器主要结构部件的强度是否满足要求。通过跌落仿真分析可知,此款服务器带包装后面朝下跌落过程中,机箱钣金件及重要部位最大应力皆小于相应屈服应力,变形皆为可回弹形变,故通过此方向跌落仿真测试。     

快速点磨削侧边接触层模型及CBN砂轮磨损特性

根据点磨削原理和技术特征,讨论薄层CBN砂轮侧边实际接触区在材料去除过程中的作用,建立快速点磨削侧边接触区几何模型,对侧边接触区工件等效直径、几何与动态接触弧长、单颗磨粒切削深度、平均切屑断面积等接触层参数进行数学建模与解析。结合快速点磨削加工试验研究结果,分析侧边接触层参数对快速点磨削过程的影响机理及薄层CBN点磨削砂轮的磨损特征及规律。结果表明,点磨削过程中材料的去除主要是在侧边接触区内完成,薄层CBN点磨削砂轮的最大磨损速率发生在砂轮侧边最大直径处。     

高速冷滚打齿块侧面残余高度解析与试验研究

为提高高速冷滚打成形技术的表面质量,对高速冷滚打齿块侧面残余高度的成因进行理论分析和仿真计算。简述高速冷滚打成形技术的基本原理,分析齿块侧面残余高度的影响因素;对齿块侧面残余高度进行数学几何建模计算,得出残余高度的数学关系式;并通过MATLAB对齿侧面残余高度进行几何仿真,研究分析主要成形参数对其影响。在自主开发的冷滚打设备上进行齿块冷滚打试验,对齿侧面残余高度进行测量,验证了几何解析的正确性和精度可靠性。     

液力变矩器轴向变形研究

液力变矩器在工作过程中发生轴向变形改变了与相邻零部件的位置关系,影响传动的可靠性。首先,分析了液力变矩器结构,然后通过分析液力变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀研究了变矩器的轴向变形,并进行液力变矩器实体建模、有限元仿真计算;最后,通过变矩器的轴向力试验进行验证得出液力变矩器的轴向变形主要由变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀引起。     

辐照监督管支承定位结构力学分析

为优化反应堆压力容器(RPV)辐照监督管支承定位结构(胀套)设计,使其能够完成定位功能,并便于安装和拆卸,使用有限元软件(MSC.Marc)对结构进行数值模拟,得到该结构在安装、拆卸和工作状态下的应力、变形分布情况,并求得胀套结构与保护套筒之间的径向定位回弹力以及垂直方向插入和拔出力。分析中考虑了弹塑性材料、接触和大变形等非线性因素。通过对比,计算结果与试验结果吻合良好,证明方法可行,同时也表明胀套结构能够满足预紧功能要求。     

断裂力学在压力容器上的应用概述

一、简述按传统强度计算方法设计的压力容器(如中径公式、最大主应力、最大剪应力及最大变形能理论或塑性失效理论等),有时并不能确保安全运转,在水压试验或运转中均发生过压力容器脆断事故,有时爆破压力甚至低于设计压力,这就说明传统强度理论的局限性。这是由于传统强度理论认为材料是均匀的、连续的理想固体的假定是不符合实际的。事实上在材料的制作、容器的焊接制作、或容器使用等各     

汽车用金属板材的材料动态响应与断裂性能研究

随着环保意识与能源危机加速的影响，汽车轻量化技术得以发展，但仍需以保证汽车被动安全性能为前提。基于汽车碰撞过程的高应变速率和大变形特点，针对于汽车安全构件用材，详细介绍了多应变速率下的拉伸试验、断裂试验和零部件试验。结合仿真分析技术，以汽车用金属板材为对象，从力学性能及断裂性能两方面，对汽车碰撞过程中的材料动态响应及断裂行为进行表征，完整地介绍金属材料断裂模型的建立及应用过程，为汽车碰撞安全领域精准材料模型的建立提供参考。以目前广泛用于安全构建的热成形材料为例，通过上述试验获得材料在不同状态的力学性能数据，通过数据处理及仿真分析，建立动态材料断裂失效分析模型，并用于实际零件的失效仿真模拟，准确预测了零件的断裂行为，验证了本方法的适用性。     

基于ANSYS Workbench的组合式高密度聚乙烯渠道强度仿真分析

作为农田水利运输时重要的部件，渠道的强度达标是渠道正常工作的最重要标准。通过高密度聚乙烯（HDPE）力学性能试验测试了材料的基本力学性能，完成基于ANSYS Workbench的组合式HDPE渠道强度仿真，并进行了强度对比分析渠道安全可行性。首先通过力学试验得出使用HDPE材料的基本力学性能，然后运用Solid Works三维设计软件构造组合式单个渠道三维实体模型并导入ANSYS Workbench软件中，设计渠道网格划分和边界条件及载荷约束后进行仿真分析计算，得到单个渠道预制构件应力大小分布情况，导出渠道等效应力和最大应力云图，定位单个渠道构件最易破坏位置，将仿真结果与实测强度进行对比分析，得出分析结果，验证结构受力分析的正确性。     

微型快换抛投式侦查机器人跌落碰撞分析

分析了一种车轮可以快换的抛投式侦查机器人从高处跌落的碰撞机理,探究了机器人在跌落时快换结构和整体受力情况和通过实验得出安全跌落高度。数值方法采用计算多体连续碰撞动力学模型中,求解冲击问题的能量方法。根据设计的这款抛投机器人参数应用ANSYS/LS-DYNA对机器人进行仿真实验,通过仿真实验得抛投机器人不同跌落高度,不同着地姿态下各个部件碰撞力的大小,对机器人整体以及危险部位进行强度分析。最后得出这款抛投机器人的快换结构方便、可靠;应该优化内容为车轮橡胶部分,车轴、车轴与轮毂接触处;最大允许跌落高度为大约5米。采用虚拟样机模型仿真实验的方法来优化机器人结构设计,可以减少了实物实验的失败风险,大大加快了设计速度。     

滚珠丝杠式惯容器非线性建模与参数辨识

针对滚珠丝杠式惯容器存在的非线性力学特征,首先,分析了滚珠丝杠式惯容器的工作原理,对惯容器的主要部件进行了非线性力学分析,建立了考虑摩擦、间隙以及丝杠弹性力的惯容器非线性力学模型;然后,在数控液压伺服激振试验台上进行了惯容器的力学性能试验,得到了惯容器在不同惯容系数以及不同激振输入下的力学响应特性;最后,根据试验结果分析了摩擦和间隙对惯容器力学性能的影响,得到了便于参数辨识的惯容器力学模型结构,实现了惯容器输出力仿真与试验结果的分析和对比。结果显示,二者在一个周期内的均方根值误差不超过7%,非线性模型呈现出良好的拟合精度,证明了所述方法的可行性和有效性。     

基于ANSYS的断带抓捕装置机架的仿真分析

带式输送机是煤矿井下物料连续运输的重要设备,而其在高负载、高转速、大倾角等特殊工况下,存在发生断带事故的可能性。因此,设计了一种以液压缸为执行机构的楔形自锁型断带抓捕装置,并采用有限元软件对其机架进行了仿真分析,通过仿真结果指出其最大应力和变形值均在其材料允许范围内,验证了所设计的断带抓捕装置的合理可行性。     

MEMS加速度开关的冲击失效仿真分析与试验

针对微机电系统(MEMS)器件的低可靠性问题,以MEMS加速度开关为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件,采用"扭梁-悬臂梁-质量块"结构作为MEMS加速度开关主要作用部分,建立了开关的有限元模型。对MEMS加速度开关3个方向上的跌落冲击情况进行了有限元分析;通过仿真计算分析,得到了器件在冲击载荷作用下的最大量级,分析了导致加速度开关不能作用的主要失效模式;利用马歇特锤击实验平台进行了冲击试验,得到了加速度开关冲击失效的极限量级,证明了MEMS加速度开关的主要失效模式为断裂失效。研究结果表明:针对MEMS加速度开关主要失效模式的仿真分析结果可靠,与试验验证结论相符。     

基于鼓胀试验对金属厚板力学性能的研究

材料的力学性能是材料在外力作用下抵抗变形和破坏等方面的特性,其参数是通过拉伸试验测定的。工程所用的传统单轴拉伸试验方法所测值是一定范围的平均值(引伸计标距范围或应变计栅长范围),达到的极限应变值也过小,而且实际问题中材料多处于双向应力状态。鼓胀试验作为一种双向拉伸试验方法,可获得材料在双向应力状态下大应变范围内的力学性能数据,是一种评定板材力学性能和成形性能的试验方法。金属厚板难以直接进行鼓胀试验,本文提出一种在金属厚板厚度方面去除部分材料得到试件进行鼓胀试验的方法,将鼓胀试验引入测定金属厚板的力学性能。