基于ANSYS的球壳开孔接管区应力分析

球壳开孔接管区的应力高且分布状况复杂。利用ANSYS软件,通过获取应力分布云图及线性化处理提取的各类应力,探讨了过渡圆角半径对球壳开孔接管区应力的影响。结果表明,球壳与接管连接处存在明显的应力集中。采用圆角过渡可以降低应力集中系数。只有圆角半径较大时,应力集中系数才会显著降低,并且主要是降低了其中的弯曲应力和峰值应力。当圆角半径增加到一定程度,应力集中系数降低极其缓慢。结果为工程实际中球壳开孔接管区圆角半径的选取提供借鉴。     

基于DOE法的主轴系统的优化设计

应力集中现象经常出现在结构的设计中,为有效的降低应力集中保证结构部件的力学性能与寿命,针对主轴结构提出了基于DOE的方法优化设计主轴部件,建立了以最大应力最小化为目标,倒圆角半径和凸台厚度为设计变量的优化模型并进行求解。结果表明,在工程许可条件下尽可能增大圆角半径或者凸台厚度,能有效地减少应力集中;且圆角半径对最大应力影响较大,圆角半径从0.5mm增大到2mm,最大应力下降48%,因此,加工中应确保其加工精度。该方法对主轴零部件的设计加工具有一定的指导意义。     

地铁弹条Ⅲ型扣件铁垫板端部圆角优化分析

基于非线性接触理论,建立了地铁弹条Ⅲ型扣件系统有限元模型。计算了弹条扣压力与弹程之间的关系,分析了Ⅲ型弹条插入铁垫板插孔不同长度下的弹条应力,研究了铁垫板端部插孔圆角半径对扣压力和应力的影响,基于数值结果,优化了铁垫板端部插孔圆角半径。结果表明:弹条插入铁垫板插孔的长度对弹条与铁垫板插孔间的接触状态影响明显;弹条应力集中区域出现在与铁垫板端部接触的弹条后端圆弧内侧表面;将铁垫板圆角半径改为8 mm,可以明显减小该区域的应力值。     

排水车三通管结构优化分析

旨在评估不同过渡圆角半径对三通管压头损失的影响。针对4种不同过渡圆角半径的三通管,采用数值模拟方法分析三通管的局部压头损失与内部流场特性。计算结果表明:随着过渡圆角半径增大,三通管压头损失逐渐减小,流体流动性能逐渐改善;弯道曲率半径R/D=0时三通管过渡处末端存在负压现象,形成二次流,局部水头损失最大;弯道曲率半径R/D=2的三通管管道具有较小的局部水头损失。     

内压作用下等壁厚过渡及等圆角过渡三通塑性极限分析

为了保证采油树的安全运行,采用弹塑性有限元方法,对采油树结构中常用的管件三通的极限载荷开展研究。国产采油树三通的相贯区域均有一定的壁厚加厚现象,通过采用两种过渡方法(等壁厚过渡和等圆角过渡)分析壁厚的影响。研究内容如下:分析了三通的失效形式,并确定了不同影响因素包括两种圆角过渡方法、主管径厚比及铸造圆角值对三通极限载荷均有一定程度的影响;建立了覆盖常用主管径厚比、铸造圆角及两种铸造方法的极限内压数据库;确定了两种过渡方法的优劣性及最佳铸造圆角值,得到了三通的影响因素曲线及工程估算公式;最后,通过试验验证了仿真的合理性。该研究结果可为三通的结构选型及设计优化提供参考依据。     

柴油机进气门颈部特征分析与结构优化

气门的颈部是杆部与盘部的过渡区域,也是应力集中的区域,结构不合理导致应力集中程度严重,促进疲劳源的产生,是疲劳断裂的主要原因之一。本文从优化气门颈部结构入手,利用有限元软件Abaqus对气门进行了热-应力耦合分析,对颈部应力集中程度和颈部结构对应力分布的影响进行了探究。利用SolidWorks对进气门的过渡锥角β和过渡圆弧半径R在允许范围内进行调整,再把新的模型导入到Abaqus进行分析,以最大应力最小,应力分布均匀为目标进行优化,研究了β和R对最大应力及应力分布的影响。由此得出：β=21°,R=21mm为最优结构,即过渡锥角为21°,过渡圆角半径为21mm。     

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。     

插齿刀齿顶角处圆弧的磨削

插齿刀齿顶角处圆弧的磨削汉江工具厂（陕西汉中７２３００２）殷登云一、引言从使用和试验中知，齿轮的齿根圆角半径加大后，可使最大应力降低。钢制齿轮的弯曲疲劳试验充分证实齿根圆角半径加大后齿根应力集中下降，如齿根圆角半径为０．５２ｍｍ时的弯曲疲劳强度是０．...     

主颚板机械强度理论计算与有限元分析研究

为了确保液压动力钳的上扣质量,针对液压动力钳主颚板的结构特点以及受力情况,利用确定结构危险截面的方法,推导出了主颚板机械强度的理论计算公式,并通过实例应用,分别采用理论计算公式与有限元分析方法进行计算,二者误差仅为3.1%,验证了理论计算公式的正确性。同时针对主颚板存在的应力集中现象,利用有限元法对不同大小的过渡圆角半径进行分析比较,发现最佳过渡圆角半径为R3mm,此时主鄂板的最大应力降低了10%,应力集中现象得以改善。     

受拉阶梯轴应力集中的有限元分析

借助于Pro/Engineer软件建立了阶梯轴的三维参数化模型.然后将三维模型导入Pro/MECHINICA有限元分析软件中,对受拉状态下不同参数的阶梯轴的局部应力进行了有限元分析,通过对阶梯轴的参数--圆角半径R的灵敏度分析,给出了应力对圆角半径的敏度曲线.     

齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响规律研究

齿根过渡圆角对齿根应力有着重要影响,而齿根应力是齿根疲劳裂纹扩展的重要影响因素,因此,研究齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响十分必要。建立3种不同过渡圆角半径的直齿轮,假设齿根初始裂纹在相同位置,初始裂纹长度一致,基于ABAQUS软件研究齿根裂纹扩展规律。结果表明,不同过渡圆角半径下的齿根裂纹扩展总体趋势一致,但扩展前期过渡圆角半径越大,裂纹越向深入齿轮轮缘方向扩展,扩展后期过渡圆角半径越大,裂纹越往齿顶方向扩展。过渡圆角半径对齿轮临界裂纹长度影响较小。相同裂纹长度下,过渡圆角半径越大,裂纹尖端Mises应力越小,裂纹扩展速率越小,齿轮的裂纹剩余寿命越长。     

基于ANSYS的阶梯轴应力集中研究

针对阶梯轴的应力集中现象,通过理论计算和ANSYS有限元建模,分析了阶梯轴直径、过渡圆角半径和轴段长度对应力集中因数的影响,明确阶梯轴直径和过渡圆角半径起主要作用。通过数据分析,拟合得到拉伸载荷、弯曲载荷和扭转载荷单独作用下的应力集中因数与阶梯轴直径、过渡圆角半径表达式,为实际工程应用中阶梯轴的设计提供理论依据。     

无触角滚刀刀顶圆角半径的最佳选择

渐开线齿轮齿根过渡曲线是影响齿根弯曲应力的重要因素,该过渡曲线由滚刀刀顶圆角展成。为提高齿轮弯曲强度,采用不同半径的圆弧描述该圆角,并推导了最佳圆角半径的计算公式。运用ANSYS的APDL语言对不同半径圆角滚刀加工的齿轮进行了参数化有限元建模,并通过ANSYS/FE-SAFE软件对特定载荷下齿根弯曲疲劳进行了分析。结果表明,选择最佳的圆角半径可使齿根应力减小4.9%,弯曲强度提高43%。     

双螺杆应力集中分析及结果优化

应用有限元接触分析方法，研究了双螺杆辊式磨浆机螺杆的应力集中问题。通过优化螺棱齿顶和齿根圆角半径的的方法，缓解螺杆的应力集中，改善应力分布，从而实现提高螺杆疲劳强度的目的。     

钝圆半径对镍基高温合金的铣削性能影响

铣削典型的难加工材料镍基高温合金时,刀具刃口直接接触参与切削,对铣削性能起到决定性作用.通过建立刀具精确三维模型和有限元切削仿真模型,对不同钝圆半径的圆角铣刀铣削镍基合金进行仿真,分析钝圆半径对切削性能的影响,开展切削试验进行验证.结果 表明:钝圆半径对刃口附近集中区域的应力和温度以及进给抗力和切深抗力影响较为显著;钝...     

摩托车铝合金轮毂服役应力分析

用有限元法对服役状态的摩托车铝合金轮毂进行了应力分析。结果表明：轮毂服役应力集中主要出现在轮辐与轮圈的过渡圆角区域,且该区域所承受的是非对称循环应力。在此基础上对最大交变应力值进行疲劳强度校核,表明轮毂在摩托车规定的正常服役期内是安全可靠的。     

基于ANSYS的曲轴应力及变形敏感度分析

建立了494柴油机曲轴有限元模型,采用试验的方法验证了模型的准确性。选择轴颈直径、过渡圆角半径、油孔直径等参数,模拟了最大爆发压力为15MPa时,曲轴过渡圆角应力和曲柄臂变形的变化规律,分析了曲轴结构参数与应力、变形敏感度系数的关系。结果表明,过渡圆角应力随轴颈直径、过渡圆角半径、重叠度的增加而减小,随油孔直径的增加而增加;曲柄臂变形随轴颈直径、曲柄销过渡圆角半径、重叠度的增加而减小,随主轴颈过渡圆角半径、油孔直径的增加而增加。曲柄销直径对过渡圆角应力最敏感,应力敏感度系数为-0.46;主轴颈直径对曲柄臂变形敏感度系数为-0.497,对变形最敏感。     

相贯线处圆角半径对泵头体自增强性能的影响研究

为了研究压裂柱塞泵泵头体相贯线处圆角半径大小与其自增强性能的关系,以某型号的压裂柱塞泵泵头体为研究对象,利用有限元分析软件,建立了泵头体的参数化有限元模型,针对不同相贯线处圆角半径大小,对其进行了有限元分析。分析结果表明:相贯线处圆角半径为7mm时,泵头体极限载荷较大;相贯线圆角半径为6.35mm时,泵头体残余应力最大;在综合考虑相贯线圆角半径大小对泵头体极限载荷及自增强处理后的残余应力的影响,压裂柱塞泵泵头体相贯线处圆角半径最佳值为6.35mm。     

奥氏体不锈钢三通裂纹分析

对与脱甲烷塔相连的奥氏体不锈钢管道三通上发现的裂纹性质与成因进行了试验分析。指出管件破裂基本上属氢脆引起的穿晶型解理开裂,即阴极型应力腐蚀破坏。三通冷加工成形后未经高温固溶处理,致使18—8型亚稳定钢中30％以上的奥氏体组织转变成马氏体组织;介质为未经脱硫的甲烷,含较多H2S;较高的加工残余应力、组织应力和应力集中;材料存在缺陷,是导致上述问题的主要原因。改进三通加工成形工艺,及时进行固溶处理,提高奥氏体不锈钢的稳定性,是避免裂纹的关键技术手段。此外,尚需严控介质中Cl^-离子和H2S含量,降低残余应力水平。     

等径挤压三通强度分析工程方法

针对石油化工行业大量采用的等径挤压三通,提出了一个计算内压载荷下的纵向平面内挤压圆角处各应力分量的近似方法,该分析是基于板壳理论并进行了一定的简化后进行的。最后讨论了不同三通几何尺寸参量的变化对三通强度的影响,并给出有益于三通优化设计的建议。