超高压柱塞液压缸自适应变间隙密封技术研究

为解决超高压密封难题,根据间隙节流降压密封原理和圆筒形腔体受内外压差作用会产生径向弹性变形理论,设计了超高压柱塞液压缸自适应变间隙密封结构。解析计算不同壁厚、不同超高工作压力下的柱塞腔体径向变形量,数值分析不同工作压力、不同初始间隙下的柱塞径向变形量及液压缸密封间隙值分布情况并进行测试。结果表明:超高压状态下,圆筒形柱塞间隙变形量和最小间隙密封节流长度均可跟随工作压力的变化而自动调整,达到减压节流的目标。     

上下料桁架机器人仿真研究

基于SolidWorks-Workbench平台,通过SolidWorks建立桁架机器人三维实体模型,利用Workbench对桁架机器人的两种典型工况进行静力学分析,并在此基础上对桁架机器人进行模态分析,提取出桁架机器人的固有频率和振型,从而可通过调节机器人的运行速度来使其激振频率尽量远离结构的固有频率而避免发生共振。仿真结果表明:典型工况一的最大变形量为0.69 mm,典型工况二的最大变形量为0.26 mm,两种典型工况的最大变形量均满足在1 mm以内的工程技术要求,且桁架机器人的最大应力值为36.52 MPa,远小于许用应力220 MPa,因此桁架机器人均满足刚度、强度要求。同时对桁架机器人最危险位姿进行疲劳寿命分析,研究表明其最小寿命为1 500万次,即持续工作时间约为7.1年,超过5年的设计使用寿命。通过对上下料桁架机器人两种典型工况进行FEA分析,验证了桁架机器人的动静态特性的合理性,为这类产品的结构设计和疲劳优化设计提供了理论参考。     

高压重载螺旋传动副流固耦合与间隙优化分析

梯形丝杠副正常工作时，丝杠与螺母接触表面变形使间隙油膜厚度和压力分布不均匀，进而对梯形丝杠副的工作状态、油膜润滑特性和承载能力产生一系列影响，因此采用流固耦合分析方法对油润滑梯形丝杠副进行仿真研究。分别建立了梯形丝杠副固体模型和丝杠螺母间隙油膜的流体模型，采用流固耦合仿真分析方法，考虑油膜承载时压力升高而导致梯形丝杠副结构变形这一现象，得到相同工况、不同间隙下，丝杠与螺母的应力和变形情况以及油膜厚度对其承载性能和刚度的影响。研究结果显示：高压重载工况下，梯形丝杠与螺母均满足材料的屈服强度要求；综合考虑梯形丝杠副间隙与油膜承载刚度和承载力的关系，其润滑与承载性能在间隙为0.15～0.20 mm时最佳。     

基于ANSYS的压缩式垃圾车弧形车厢有限元分析

为解决压缩式垃圾车在实际工况下服役时出现的车厢焊缝开裂问题,设计一种弧形车厢的框架承力结构。采用Pro/E建立车厢的三维模型并通过ANSYS Workbench进行有限元静力学分析,得出其在垃圾装卸过程中的应力分布情况;进行模态分析,确定各阶振型下车厢的固有振动频率和最大形变位置;采用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法进行随机疲劳分析,确定新设计的车厢结构是否符合运行寿命期望。结果表明:在垃圾装卸过程中,改进后车厢的最大应力为300 MPa,导轨处不超过40 MPa,整体结构满足设计要求;随着振动频率的增加,车厢最大形变位置由顶板逐渐向边板再向底板转移;在行驶过程中,新设计的车厢结构能够满足实际工况下的运行寿命期望。     

钢的成分对镶套轧辊辊套在表面感应淬火和回火时收缩的影响

<正> 组合轧辊,除了通用的红装制造工艺以外,借辊套工作表面淬火来结合装配的新方法正获得应用。在这种情况下,辊套与芯轴以一定的间隙进行装配,然后作工频连续感应加热淬火。由辊套装配孔的缩小来保证必要的过盈。在拟订这种轧辊的结构和其热处理工艺时,不仅要计算辊套在表面感应淬火时的变形(其基本规律归纳于文献[2]中),而且还要     

插装型锥阀多物理场耦合仿真及分析

液压元件设计理论随着液压系统控制精度的提升不断完善,对液压阀阀套阀芯间配合间隙的设计时需考虑阀套和阀芯变形带来的影响。依据实际使用的插装阀结构尺寸,建立其整体的三维流固热三场耦合模型,给出了不同边界条件时阀芯阀套的温度场分布规律及阀芯阀套在热效应和压力效应共同作用下产生的变形量,同时给出变形量带来的阀套阀芯配合间隙的变化。研究结果表明:锥阀在不同的工况时,热效应和压力效应对阀芯阀套的变形量和变形方向的作用不同,阀芯阀套的变形对其配合间隙的影响需针对典型工况进行具体分析。     

基于Moldex3D碳罐本体优化分析及模具设计

新开发的ORVR活性碳罐本体由于结构特殊、尺寸较大,具有深腔结构,成型时易出现翘曲变形,影响塑件成型质量及实际使用功能,模具设计过程中存在一定的技术难点。运用Moldex3D模流分析软件对注射成型冷却系统及浇注系统进行优化分析,仿真结果显示X、Y、Z方向的翘曲变形量都有所减小,翘曲变形总量由4.762 mm减小到3.484 mm,再通过模具预变形设计达到装配要求。根据Moldex3D的优化分析结果,最终完成碳罐本体注射模设计。     

LG-730冷轧管机结构力学分析

LG-730冷轧管机是国内最大规格伺服控制型两辊轧机,本文建立了其机架装配应力应变有限元模型,分析了LG-730机架装配在最大载荷下的变形和应力分布,在此基础上,对轧机结构进行了优化:两边机架底座宽度各减小了10 mm,机架筋板厚度由原来的120 mm减小到100 mm,机架两边厚度各减小了20 mm。优化后机架重量降低了,机架的刚度和强度分布更加均匀合理。研究结果对LG-730机架结构设计具有指导意义。     

基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法研究

机床主轴的公差建模很少同时考虑切削力与摩擦热耦合变形的影响,导致公差模型与工程实际存在较大差异,难以保证机床主轴加工精度的问题。为此,研究一种基于热力耦合变形的机床主轴公差建模方法。根据机床主轴的实际工况,运用小位移旋量理论表达特征的几何变动,建立主轴原始几何误差的Jacobian-Torsor公差模型;根据几何变动修正Jacobian-Torsor公差建模,增加典型配合特征的公差变动表示模型;利用ANSYS计算主轴在切削力与摩擦热耦合作用下的变形量;将结果引入修正的Jacobian-Torsor模型,得到热力耦合变形下的机床主轴公差模型。结果表明：主轴与轴承的装配间隙在径向y方向上的平动量减少0.009 mm,沿着径向的转动量减少0.000 8 mm,过盈增大,加快了主轴的磨损,影响主轴的回转精度。所设计的模型可为机床主轴的公差设计提供参考,并可预测和改善主轴的工作性能。     

超深孔铸件压铸模抽芯机构的设计

对于有深孔的压铸件的模具设计,深孔抽芯方法的设计是压铸模设计的难点,实际生产应用中其深孔的尺寸和位置难以保证.本工艺实践所介绍的压铸件孔深360 mm以上,属于超深孔；通过设计液压单向抽芯机构,采用边缘定位方法,保证了超深孔铸件的质量要求.同时,设计的抽芯机构在生产应用中表明,大大简化了模具结构,提高了装配和操作效率.     

基于改进约束配准的装配仿真方法研究

为了预测和控制产品的装配精度,在产品设计阶段考虑产品的实际表面形貌和受力情况,真实地模拟产品的实际装配状态,提出了一种改进约束配准的零件装配公差分析方法。该方法综合考虑装配力和零件表面几何偏差的影响,以配合面上力的作用点和其对应点之间的距离最小为目标函数构建改进约束配准初始数学模型,然后基于Hertz接触理论计算受力变形量,对约束配准初始数学模型进行修正,使得两相配表面装配结果更贴合真实的接触状态。最后以螺栓连接配合面为例进行分析,仿真实验结果表明,采用改进约束配准法在产品设计阶段就可以较真实地预测两相配表面的接触状态,从而快速准确地在真实接触状态下分析和验证装配产品是否符合精度要求,为产品的装配公差分析提供了可视化手段和校验功能。     

离合器传动带成形回弹的研究

利用Dynaform有限元软件对某离合器盖总成传动带的成形回弹过程进行数值模拟,分析了传动带回弹前与回弹后的应力分布,传动带回弹前与回弹后圆角处的最大应力值分别为871.805和339.947 MPa,应力值的减小使得板料发生回弹。研究了弯曲角度、板料厚度及模具间隙对传动带成形高度的影响。结果表明:传动带的成形高度随着弯曲角度及模具间隙的增大而逐渐增加,而随着板料厚度的增加呈现逐渐减小的趋势。此外,设计传动带成形模进行实验验证,成形高度的实验值与模拟值的误差为7.55%~9.18%,吻合性较好。其中模具间隙为1.1t时,成形高度的实验值为4.98 mm,符合产品的设计要求4.9~5.45 mm,且实验值与模拟值的误差为8.84%。     

电参数对电火花微深孔加工间隙的影响

微细电火花加工技术广泛应用于难加工材料的微细孔加工中,工业实际生产对微细深孔加工提出了更高的精度要求,但大长径比电极在微深孔加工过程中易发生变形,使加工间隙增大,影响加工精度。通过使用相同直径、不同长度的电极,变换不同电压、电容设计实验,得出相同直径的电极变形程度随长度增加而变大,随电压升高而变大,且与电容关系较复杂的结论,为实际生产中提高加工精度提供参考依据。     

离合器钢片碳氮共渗淬火后变形的优化研究

以某离合器钢片为研究对象,分析了钢片直径与其淬火后变形量之间的关系,得出不同直径的钢片经淬火后的变形呈现双曲抛物面形状,而且变形量随着钢片直径的增大而增加.利用ANSYS有限元软件对钢片淬火过程的温度场进行数值模拟,得出钢片淬火变形的直接原因为温度场分布不均匀,其诱因为限位弹簧窗口的"L"型结构.此外,对钢片碳氮共渗淬火后的变形工艺进行优化并对其进行试验验证,结果表明,采用窗口开过渡圆孔+开工艺孔+降低淬火温度+升高油温的工艺方法,可以将钢片淬火后的最大变形量由优化前的5.7 mm降至优化后的1.1 mm,从而更好地指导企业的实际生产.     

滑架槽帮类铸件变形的原因及控制

本文阐述了煤机产品刨煤机滑架槽帮在铸造过程中产生变形的机理,以及对铸件变形的控制方法。通过对生产现场铸件变形的测量,结合计算机凝固模拟分析,对铸造工艺进行了改进设计,成功地将滑架槽帮铸件的变形量控制在了2mm范围之内,达到了产品的使用、装配要求。     

提高挤压筒内壁耐磨性的WC-12Co涂层有限元优化

目的获得WC-12Co涂层厚度的优化方案,以提高挤压筒内壁的耐磨性。方法基于ANSYS软件,以两层套圆挤压筒为研究对象,进行挤压筒内壁有无WC-12Co涂层及涂层厚度对挤压筒应力分布影响的有限元模拟。结果施加涂层后,在装配、挤压-装配和热-挤压-装配情况下,涂层的应力分布合理且都小于该温度下涂层的屈服强度;而在热-装配条件下,由于热应力和过盈量引起的预应力相互抵消,使得总体应力较小;同时,等效应力在涂层与挤压筒的结合处发生剧烈变化,而在其他位置的应力相较于不施加涂层时变化较小。在各种工况下,挤压筒内出现的最大等效应力均随着涂层厚度的增加而降低,且热-挤压-装配下涂层厚度对最大应力影响最大。结论在所选涂层厚度范围内,涂层厚度越大,挤压筒所受的最大应力越小,越有利于挤压筒使用。当涂层厚度为6.4 mm时,各种工况下的最大等效应力最小,此时在热-挤压-装配工况下的最大等效应力为760.61 MPa,已经远低于H13钢的屈服强度,可以满足实际使用要求。     

基于双向耦合的东安513型发动机整机多物理场研究

以东安513型汽油发动机整机为例,基于ANSYS有限元分析软件对其进行流体场、瞬态温度场以及瞬态结构场的多物理场双向耦合研究,实现了对发动机实际工况下的有限元分析。研究了发动机整机在实际工况下的受力以及密封情况,并对现有发动机组合结构存在的密封缺陷进行优化调整。文中详细阐述了在分析过程中涉及到的关键技术和要点,并最终获得了发动机整机实际工作状态下的多个结果云图。根据分析结果云图可以发现,发动机在热载荷、螺栓预紧力以及爆破压力的共同影响下,会使整机发生一定的形变,这种变形会影响其工作状况下的密封性能。通过对分析结果的研究,最终选择调整螺栓预紧力的大小和分布来提高发动机密封性能。     

双切剪剪切过程有限元分析

冷轧连续产线中激光焊机双切剪剪切带钢断面质量对焊缝质量具有重要影响,而焊缝质量的好坏直接影响产线的稳定运行。为此,以某镀锌线激光焊机双切剪为研究对象,通过三维软件对双切剪进行建模,利用有限元软件对剪切过程进行数值模拟,并对比分析了带钢实际剪切断面情况与仿真断面情况、理论剪切力与仿真剪切力、不同剪刃间隙条件下的带钢剪切断面质量。结果表明：带钢仿真剪切断面与实际剪切断面一致;对比2、4、6 mm厚度DP980带钢数值模拟剪切力与诺莎里剪切力公式计算的剪切力,结果相差在5%之内,满足工程实际应用,验证了数值模拟的有效性;通过设定0.05、0.1、0.15 mm 3种不同的剪刃间隙对带钢剪切断面质量进行对比分析,当剪刃间隙为0.05 mm时,带钢剪切断面中剪切带占比最大为42%,毛刺高度最小为0.05 mm,剪切断面质量满足激光焊机对剪切断面的要求,因此在满足工程实际的情况下,剪刃间隙为0.05 mm时带钢剪切断面质量最好。     

立式微型数控铣床整机结构的有限元分析

为保证机床的精度满足微细铣削加工实验的要求,必须校验机床整机设计能否满足设计要求.在Pro/ENGINEER软件平台上,根据微型铣床各部件实际结构、尺寸和组成特点建立整机装配几何模型.通过理论、实验及有限元仿真相结合的分析方法,利用ANSYS有限元分析软件对所设计的立式微型数控铣床整机进行了静力学分析和动态特性分析,对整机在结构设计上能否满足加工精度设计要求进行了校验,并对今后机床整机设计提出新的方法.     

汽车玻璃钢化风栅铝片曲面构造与数控加工

为了解决汽车玻璃钢化风栅成型器型面较复杂造成加工困难的问题,提出了利用离散化工作型面并采用专用工装装配的技术。首先根据风栅孔的分布对玻璃曲面的等距偏移面进行离散,采用双三次混合Coons曲面片拟合铝片,并利用相交于公共边界的两曲面一阶连续原理,导出各铝片曲面光滑拼接的条件。据此设计风栅铝片的结构和尺寸;通过计算型面最小曲率半径,确定精加工时球头刀的最大允许半径;应用等距偏移曲面法计算出曲面数控精加工刀位数据。试验结果表明,铝片的表面质量符合设计要求,装配出的风栅成型器可以生产出合格的钢化玻璃。