行星滚柱丝杠副螺纹牙均载设计方法研究

为实现行星滚柱丝杠副(PRSM)的螺纹牙均载设计,使作用载荷尽可能在滚柱螺纹牙间均匀分布,从PRSM结构参数设计与螺纹精度设计2个层面展开研究。根据螺纹牙设计的弯曲与剪切强度条件与接触屈服条件,得到螺纹牙额定载荷与极限载荷计算方法以及PRSM参数设计准则。在参数设计层面,按照PRSM参数设计的一般流程,采用单因素方法研究了主要设计参数对载荷分布的影响规律,揭示了设计参数对载荷分布影响的基本规律,用于指导均载设计中参数优化。结果表明,各参数优化设计的关键是使丝杠、滚柱与螺母三者的轴段刚度有利于载荷均匀分布。在螺纹精度设计层面,研究了服从不同正态分布的随机螺距误差对载荷分布的影响,基于其影响规律,提出螺纹精度设计与公差带位置控制方法,实现PRSM螺纹牙均载设计。     

CA6102发动机连杆螺栓联接松动的试验研究

本文论述了连杆螺栓联接松动的机理,并指出横向交变动载荷是使螺纹松动的主要因素。CA6102发动机连杆螺栓通过试验得出螺栓的设计结构、材料选择、螺纹配合间隙、硬度值等是合理的;最后指出应控制最佳扭矩值和保证关键部位所要求的形位公差。     

面向行星滚柱丝杠副载荷均布的螺纹牙修形方法

基于行星滚柱丝杠副(PRSM)螺纹牙载荷分布和螺纹牙受载变形关系,提出了滚柱螺纹牙的一种修形方法。采用不同的修形量分别对螺母侧和丝杠侧滚柱螺纹牙进行修形,并对修形后的螺纹牙载荷分布进行计算分析,结果表明,滚柱螺纹牙修形对接触对的载荷分布有较大的影响,螺母侧和丝杠侧载荷分布对修形量的敏感程度不同。通过滚柱螺纹牙修形量对螺纹牙载荷分布的影响规律研究,得到了在文中所给PRSM参数下,螺母侧和丝杠侧滚柱螺纹牙修形量的最优值,可以为未来PRSM均载设计提供理论指导。     

涡扇发动机拉紧轴疲劳试验

针对涡扇发动机拉紧轴在工作环境中所存在的疲劳失效问题,提出基于有限元法(FEM)与Miner线性累积损伤理论相结合的理论模型,实现了已知涡扇发动机拉紧轴材料、几何尺寸等条件下的标准载荷循环谱计算.进一步开展了风扇拉紧轴的疲劳寿命试验测试与分析,结果表明,试验中拉紧轴可承受30 000次试验载荷循环数,试验之后经检查无裂纹、凸肩切入、螺纹断扣等失效现象,最终确定其在标准载荷循环下的安全使用寿命.通过开展对拉紧轴的疲劳试验研究、仿真计算与分析等工作,有效验证了可靠性寿命预测方法与模型的可行性.     

基于文本数据挖掘的复杂工况螺纹连接力矩衰减预测方法

针对冲击、振动或变载荷环境等复杂工况下螺纹连接易失效,传统基于实验和仿真的方法无法高效、经济、准确地找出原因并对衰减进行预测的问题,本文利用人工智能技术在故障预测领域中的优势,提出一种基于数据挖掘的复杂工况螺纹连接力矩衰减预测方法.该方法从原始数据中挖掘其与螺纹连接故障的精确映射关系,准确找出螺纹连接发生失效的主要原因...     

大型客机发动机振动载荷传递特性研究

高涵道比涡扇发动机的振动冲击频段向低频转移,使得飞机舱内噪声频率分布中的低频结构传递噪声变得更加突出。为了研究发动机振动载荷通过机翼向机身传递的中低频振动特性,文章针对真实客机的结构动力特性,创新地提出了机翼双梁动力学模型概念,建立了"吊架-机翼-机身"全机动力学有限元模型;基于发动机的振动载荷谱,分析了发动机振动通过机翼向机身结构传递的载荷特性,为后续舱内噪声预计提供了数据输入;并仿真辨识了发动机振动传递的主路径,为舱内声学设计及发动机隔振安装提供了基础数据。文中研究结果对我国大型客机的减振降噪设计工作有重要的工程参考价值。     

滚压成型灌注螺纹桩承载性能研究

采用静载荷试验及数值计算相结合的方法进行了螺纹桩承载性能的研究。分析了螺齿宽度、螺距等桩型参数对螺纹桩承载性能的影响,对外径相同的直径桩与螺纹桩的承载性能进行了静载荷对比试验研究。螺纹桩单桩极限承载力较相同桩外径的直型桩极限承载力稍高,螺齿宽度对螺纹桩的极限承载力影响非常明显,随螺齿宽度的增加螺纹桩的极限承载力增大;螺距对极限承载力影响也较为明显,随螺距的减小,螺纹桩的极限承载力增大。螺纹桩在低荷载水平下,桩侧阻力沿桩身均匀发挥,桩端阻力较小,随荷载水平的增大,桩端阻力大幅提高,并提出螺纹桩承载力的计算公式。     

不同安装方式下行星滚柱丝杠副载荷分布研究

综合考虑行星滚柱丝杠副轴段刚度、螺纹牙刚度和接触刚度及安装方式、受力状态等因素,建立了行星滚柱丝杠副螺纹牙载荷分布计算模型。在对计算模型验证的基础上,详细分析了安装方式、受力状态、结构参数和牙型参数等对螺纹牙载荷分布的影响规律。结果表明,决定螺纹牙载荷分布规律的主要因素是行星滚柱丝杠副的材料参数、结构参数与安装方式,其中丝杠与螺母的轴向累积弹性变形是引起行星滚柱丝杠副螺纹牙载荷分布不均的主要原因。螺纹牙刚度对载荷分布的影响较小,随着螺纹牙刚度的减小,载荷分布不均程度逐渐降低。此外,滚柱螺纹牙个数与螺距对载荷分布的影响很大,载荷分布不均程度随着螺纹牙个数的增大或螺距的增大而增大。     

螺纹间的载荷分布

螺纹联近及螺旋传秘在机械设备中应用极广,其螺纹间载荷分布不均匀的规律早由茹柯夫斯基得出。螺纹间载荷分布的不均匀性,对螺纹联接和螺旋传动装置带来不利影响,导致螺纹磨损不均匀,进而引起破坏,材料承载能力亦未能充分发挥,对于承受重载的轧钢机、压力机的调整螺母和传动螺母,分析它的螺纹间载荷分布规律,影响因素,进而作出更合理结构设计,是有实践意义的。这里仅依据见到的几篇资料所介绍的分析螺纹间载荷分布规律的方法,综合作的一篇研究报告,说明在一般受载情形下螺纹间载荷分布规律如何分析得到,并具体应用来试分析教学中设计的起重螺旋,它的螺纹间载荷分布规律,至于深入分析其影响因素,作出合     

钻铤母扣接头改进设计的有限元分析

在钻井过程中,钻具疲劳失效事故频繁发生,其失效部位主要位于应力相对集中的螺纹接头处.以φ177.8 mm钻铤母螺纹接头作为研究对象,用有限元方法对加工有不同应力减轻槽的钻铤母螺纹接头进行了分析计算,得出了3种不同母螺纹结构在相同边界条件和载荷作用下螺纹消失端的应力集中情况.计算结果表明,设计的应力减轻槽效果较好,抗疲劳性能最佳,建议采用这种应力减轻槽结构.     

钻具接头螺纹应力分析与结构优化

石油钻具接头螺纹是发生钻具失效事故的主要部位.针对钻具接头螺纹失效问题,以41/2 in钻杆接头为例,参照API SPEC 7推荐的三种类型钻杆螺纹接头及非API标准H90型螺纹接头,建立有限元模型,在标准上扣扭矩、相同载荷及边界条件下对其进行力学分析,得出4种不同扣型接头螺纹的应力分布,以此为基础提出新的结构优化.     

双主密封特殊螺纹油管接头密封性能研究

针对超深油气井中对密封性能的严格要求,基于特殊螺纹密封机理,设计一种由锥面对锥面和柱面对球面组成的双主密封特殊螺纹接头结构。采用数值模拟方法分析接头在拉伸、压缩、拉伸和内压、拉伸和内外压4种工况下,双主密封面接触应力、接触长度的变化情况,并对螺纹接头在极限载荷下的密封性能进行研究,得到接头密封能力随不同载荷的变化规律。最后对接头试样进行全尺寸试验,结果表明该双主密封特殊螺纹接头的密封性能满足使用要求。     

螺纹齿传递载荷规律的研究

本文采用虚拟接触载荷法研究了螺纹齿啮合的接触状态，讨论了粘滞、光滑和摩擦滑接触条件。计算了螺栓和管螺纹连接时，载荷沿齿的分布规律，选取适当的管螺纹锥度可改善载荷的分布规律。所得结果物目前公认的理论解和数值解符合较好。     

轴向载荷对套管螺纹连接应力的影响分析

针对深井和大位移井中套管存在很大的轴向拉伸和压缩载荷的情况，采用有限元方法对套管柱中最薄弱的螺纹接头部分进行了分析计算，研究了API长圆螺纹套管在轴向拉、压载荷作用下，螺牙面的接触压力和应力分布规律，结果表明：API长圆螺纹套管接头最大接触压力出现在公扣的根部，并且4扣的接触压力和应力较大，最有可能发生粘扣和屈服破坏。对在深井、大位移井中正确选用API长圆螺旋套管，减少套管连接部位失效事故的发生具有重要意义。     

氢气压缩机螺栓断裂原因分析

通过成分分析、硬度测试、金相检验、宏观检验和断口分析等方法,对氢气压缩机螺栓断裂原因进行了分析。结果表明,螺栓断口基本与螺栓轴线垂直,断口全部位于螺栓与螺母旋合部分的第一扣螺纹根部,断口平齐,具有明显高应力疲劳断裂特征。在螺栓联接中,由于螺纹存在加工误差,使旋合的各扣螺纹不是同时全部接触,也不是同时承受载荷,因此,螺栓与螺母旋合的第一扣受载荷作用最大,且螺纹根部应力集中系数大,这是螺栓在交变载荷作用下首先产生裂纹源的外因。金相检验发现,材料中含有较多的夹杂物,呈点状分布,螺栓的组织不是综合机械性能良好的正常调质组织,降低了螺栓塑性韧性,这是螺栓裂纹扩展直至最终断裂的内因。     

提高轧钢机压下丝杠螺纹副寿命的设计

本文根据轧钢机压下丝杠螺纹副的实际受载和失效情况，对螺纹副的设计问题进行了分析研究，表明采用通常改变螺距的方法不能达到螺纹副载荷完全均匀分布，而改变螺母牙厚度的方法可实现这一要求，从而达到提高寿命的目的，论文给出了不同参数时实现均载分布的螺母螺纹牙在起始处所充许的最大无量纲厚度，为螺母牙变刚度设计提供了依据。     

FRP管道螺纹磨削机控制系统设计与分析

针对大口径玻璃钢管道阳螺纹加工工艺影响管道生产效率和管道连接性能问题.设计了基于PMAC运动控制器的数控玻璃钢管道磨螺纹机系统,实现了大口径管道螺纹的预锥和螺纹磨削加工.介绍了机械系统和开放式数控系统结构、程序开发和工作时的速度规划.实践应用表明,该系统磨削的管螺纹精确度高,速度快,螺纹成品率高.     

发动机转子支承方案安全性、可靠性考虑

安全性、可靠性设计在大涵道比发动机研制中占有越来越重要的地位,本文阐述了在发动机转子支承方案设计中影响安全性、可靠性的主要因素,通过对国外成熟发动机的典型结构进行对比分析,从转子支点布局、承力框架布局、止推轴承的位置三方面考虑,以实现结构的简化、转静子合理间隙的控制,以及轴承载荷的优化为目标,提出提高双转子大涵道比发动机安全性、可靠性的具体措施.     

大推力液体火箭发动机启动冲击响应特性研究

大推力液体火箭发动机结构对启动冲击环境的适应性对于发动机自身及火箭的可靠性与安全性均有重大影响。提出了精细化、系统性的发动机三维动力学建模技术,建立了组/部件及整机模型,采用元素型模型修正方法和模态测试数据对数学模型进行修正,获得准确的发动机结构动力学模型;基于冲击动力学理论,提出了研究发动机启动冲击力学环境效应的非线性瞬态动力学分析方法,仿真研究了结构对瞬态、强载荷冲击激励的动力响应规律。研究结果表明,预示前四阶模态与试验结果的一致性较好,模型的准确性满足冲击动力学分析要求;振动监测点的响应预测数据与试验测量值基本吻合,验证了启动冲击作用下结构瞬变过程分析方法的有效性;发动机的动态位移满足结构总体干涉和运动包络要求,掌握了发动机结构的薄弱环节在发动机氧化剂入口管的固定支板处,通过抗冲击结构改进设计成功地解决了该问题,提高了发动机结构的抗冲击能力和可靠性;文中的建模技术及冲击动力学分析方法为发动机结构精准动力学预示及试验提供了技术途径。     

管螺纹接头齿根表面裂纹的数值分析

本文采用一种混合的数值方法对管螺纹接头齿根中存在半椭园型表面裂纹的断裂强度作了三维数值分析，采用虚拟接触载荷法模拟啮合螺纹齿间的接触现象，确定载荷沿螺纹齿的分布规律，并求解出裂纹区的变形位移场，最后采用位移法。计算出裂纹体的应力强度因子。