基于ABAQUS的盾构滚刀模态分析及优化

针对复合地层盾构施工引起的振动导致盾构刀具损坏的问题,以实际工程的盘形滚刀为例,利用ABAQUS有限元分析软件建立了刀具模型。仿真得到了刀具模态分析结果,包括刀具在各阶模态下的固有频率、振型及刀具的变形特征。与锤击模态试验法得出的结果对比,验证了仿真的可行性。通过改变刀轴和刀圈的直径参数对刀具进行优化,提高了刀具的固有频率,改善了刀具的抗冲击振动性能。     

基于ANSYS的Y形圈温度场分析

采用有限元分析软件ANSYS研究20 t挖掘机铲斗油缸用Y形圈在一个往复运动周期内、不同热源作用下的温度分布;采用控制变量法分析各因素(介质压力、往复运动速度、介质温度等)对Y形圈温度场的影响。结果表明:只考虑摩擦生热时,最高温度出现在Y形圈密封唇口处,考虑机械滞后生热时,最高温度出现在Y形圈根部较厚的部位,且在一定环境温度下摩擦生热对Y形圈最高温度的影响较大;相比于介质压力,活塞杆往复运动速度对Y形圈最高温度的影响更为显著,在只考虑机械滞后生热时,油液温度对Y形圈最高温度的影响较大,介质压力和往复速度对Y形圈最高温度的影响较小。     

基于ANSYS的湿式制动器摩擦盘温度场分析

湿式制动器工作时摩擦盘与对偶钢盘之间因摩擦产生大量热量,摩擦盘应力场和温度场的研究是其重要的研究方面。运用有限元软件ANSYS,采用间接耦合,在不同的制动强度下,研究该类型摩擦盘压应力的分布情况;根据摩擦盘在不同工况下的温度分布情况,考核制动器的热负荷、研究热弹性失稳现象。研究结果表明,由于摩擦盘所受压应力的不均匀分布,导致输入摩擦盘的热流密度不均,引起热机失稳现象发生。     

盾构实验台盘形滚刀垂向振动间接测试研究

为解决盘形滚刀垂向振动测试难的问题,笔者设计了滚刀回转切削振动测试系统,提出一种盾构实验台间接测试盘形滚刀垂向振动位移的方法,即用ZA-21电涡流位移传感器来测量滚刀顶部振动量的方法以间接测定滚刀破岩面的振动量。然后在机械振动综合实验平台上用加速度传感器进行实测,采用Matlab中的cor-rcoef函数对采集的时域信号计算相关性,计算结果与实测曲线表明,测量滚刀顶部振动量与直接测量滚刀破岩面振动量有很高的相关性,由此证明测试方案的可行性。     

基于ANSYS盘形悬式绝缘子的模态分析

模态分析是研究结构动力特性一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用.对结构进行模态分析求解结构的固有频率和振型,可以有效的了解结构的动态特性并为结构的检测提供理论依据;基于有限元分析软件ANSYS,对盘形悬式绝缘子建立三维有限元模型,选择Block Lanczos提取方法,提取前10阶模态;通过分析各阶模态的固有频率和振型,有效的判断了绝缘子的振动特性;一方面为绝缘子的动力学研究提供了基础,另一方面也有助于工程师对绝缘子故障的诊断.     

复合地层下盾构刀盘滚刀刀具的布置与优化

盾构滚刀刀具直接与岩土接触并进行切削。在复合地层下,滚刀布置的优劣和刀具的寿命与盾构掘进性能的好坏有着直接的联系,影响着盾构的施工效率。以滚刀的布置规律为基础,结合工程实例,分析了某复合地层下影响盾构滚刀刀具布置的关键因素和盾构刀盘刀具的轨迹曲线,并对刀盘的力学性能进行了校核,最后利用遗传算法对滚刀刀具的布置进行了优化,实现了刀盘滚刀刀具布置的最优化。研究结果为复合地层下盾构刀盘刀具的合理布置提供了理论依据,同时也保证了盾构施工的安全性,对提高刀具的使用寿命具有重要的科学意义与工程价值。     

基于轴承等效刚度法的TBM盘形滚刀模态分析

为了指导岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)所用盘形滚刀(以下简称滚刀)的选型和装配,在合理分析滚刀实际受力与轴承变形特性的基础上,基于等效刚度法,将复杂轴承结构简化成弹簧阻尼质点系统,并提出了ANSYS环境下滚刀动力学有限元建模方法。通过算例计算,提取了滚刀前五阶模态参数,归纳了各阶模态的振型特征,并结合TBM标准线切割实验台上获得的滚刀垂直力载荷特征,分析了算例滚刀模态激发的可能性。最后,在不改变模型其他参数的前提下,分析了轴承等效刚度对滚刀模态参数的影响规律,并从轴承选用和轴向预紧力两个方面,给出了改进建议。研究结果表明,滚刀一阶固有频率随着轴承等效径向刚度的增加而增加,但受轴承等效轴向刚度影响较小;算例滚刀一阶固有频率较低,与特定工况下阶跃破碎周期接近,故易引发刀具共振;高阶模态较难激发。     

盾构机盘形滚刀磨损影响因素及优化设计要点分析

分析盘形滚刀在破岩过程中滚刀的受力,论述了盘形滚刀磨损失效的常见形式,并利用ANSYS有限元软件,通过构建盘形滚刀破岩有限元模型,发现盘形滚刀刀圈半径、刀刃宽度、刀间距与切削深度是盘形滚刀磨损的主要影响因素。在对滚刀优化设计时,建议要结合盾构机盘形滚刀磨损影响因素提出可行性方案,保障盾构机后期有效运行。     

基于ANSYS的电主轴温度场仿真及分析

使用ANSYS对电主轴建立模型,并对其进行仿真.讨论各个热源、热扩散对电主轴温升的影响,并讨论了冷却液流量及压缩空气流量对电动机转子、前后轴承温升的影响,为控制电主轴发热提供了依据.     

全断面岩石掘进机盘形滚刀

介绍了盘形滚刀的结构、工作原理、运动特性及力学特性等，对设计人员深入研究盘形滚刀具有一定的指导作用。     

基于ANSYS的调节阀温度场分析

基于ANSYS有限元分析软件.采用热流耦合与单独温度场两种分析方法,对调节阀的温度场进行模拟分析.结果表明,调节阀温度场分布相差不大,阀杆最高温度相差为7℃左右.通过对调节阀温度场的数值模拟,提出了降低执行机构温度的有效途径.     

TBM盘形滚刀布置方式探讨

滚刀在TBM刀盘上的布置是刀盘设计的关键环节.通过对TBM盘形滚刀破岩机理的分析,得出盘形滚刀的受力计算式;根据TBM刀盘上滚刀布置的基本原则,提出用TBM破岩时刀盘的受力平衡公式;根据国外成熟厂商刀盘图纸,得到刀具布置规律,并用理论计算进行验证,为TBM刀盘上滚刀的布置提供参考.     

掘进机盘形滚刀破岩影响因素的分析

在进行掘进的过程中,盘形滚刀是进行掘进的重要工具,岩层的性质不同,对于滚刀的掘进效果也具有不同的影响.依据岩层的围压及强度不同,对其掘进的效果进行分析.结果表明,随着围压的增加,侧向的裂纹占比增加显著,但在围压达到一定数值后,侧向裂纹的占比变化不大;围岩的强度越大,进行破碎所需要的载荷越大.     

基于ANSYS的挖掘机铲斗油缸用Y形圈温度场分析

采用有限元分析软件ANSYS研究20 t挖掘机铲斗油缸用Y形圈在一个往复运动周期内、不同热源作用下的温度分布;采用控制变量法分析各因素(介质压力、往复运动速度、介质温度等)对Y形圈温度场的影响。结果表明:只考虑摩擦生热时,最高温度出现在Y形圈密封唇口处,考虑机械滞后生热时,最高温度出现在Y形圈根部较厚的部位,且在一定环境温度下摩擦生热对Y形圈最高温度的影响较大;相比于介质压力,活塞杆往复运动速度对Y形圈最高温度的影响更为显著,在只考虑机械滞后生热时,油液温度对Y形圈最高温度的影响较大,介质压力和往复速度对Y形圈最高温度的影响较小。     

基于AUTODYN-3D的全断面岩石掘进机盘形滚刀间距优化研究

数值模拟法不仅成本较低,而且能够较为精确地对破岩过程进行仿真.以岩石断裂力学为理论基础,深入分析了全断面岩石掘进机滚刀的破岩机理,采用三维数值模型AUTODYN-3D来模拟岩石破碎的过程,测试中采用了由推力和滚动力共同作用下的破碎机理,这与实际隧道掘进机滚刀的工作条件十分接近.对模型使用了不同的边界条件,针对花岗岩模型,精确地对滚刀破岩过程进行了模拟,并且以花岗岩为例探讨了盘形滚刀问距优化问题.结果表明,该数值模拟方法不仅有助于更好地理解滚刀的破岩机理,而且对确定盘形滚刀最优切割条件和实验测试提供了理论基础.     

TBM盘形滚刀破岩数值模拟

为研究切削深度和刃角对滚刀破岩的影响,以Mohr-Coulomb模型和岩石力学性质为基础,利用ABAQUS软件建立单把盘形滚刀破岩的三维有限元模型,实现对滚刀破岩过程的模拟,总结滚刀破岩机理。仿真结果表明,切削深度和刃角的变化对滚刀破岩影响均较明显;增大滚刀的切削深度会加速其磨损失效,选用小刃角滚刀破岩效率更高,刀具的磨损更小。     

基于ANSYS制动器温度场的有限元分析

使用ANSYS软件,建立了湿式制动器相应有限元模型,对热传导模型进行简化,并且确定了对模型进行求解所对应的边界条件,采用有限元分析法得到摩擦盘工作中的温度场分布规律。     

TBM盘形滚刀系统的有限元模态分析与试验

盘形滚刀是硬岩隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)的主要掘进工具,在工作过程中承受强冲击、交变载荷的作用,其动态性能的优劣对TBM的工作性能起着至关重要的作用。为了了解盘形滚刀工作过程中的动态特性,利用有限元分析软件ABAQUS建立盘形滚刀的三维有限元模型,并对其进行模态分析。通过设置不同的边界条件以及轴承的支撑刚度,得到不同工况下盘形滚刀系统各阶固有频率和振型。结果表明,轴承的支撑刚度对低阶固有频率起决定作用,边界条件的改变对各阶固有频率和振型均有影响。利用LMS模态测试系统对盘形滚刀进行自由边界条件下的锤击法模态试验,验证了有限元模态分析结果的正确性。     

TBM盘形滚刀淬火过程的数值研究

针对某型号TBM中材料为5Cr5Mosi V1的盘形滚刀,利用材料性能仿真软件JMat Pro得到了5Cr5Mosi V1的机械、热物理性能以及等温转变曲线(TTT)、连续冷却转变曲线(CCT)。在此基础上,运用热处理专业软件DEFORM,建立了TBM盘形滚刀淬火过程的数值模型,通过该数值模型分析了盘形滚刀淬火后的硬度场和组织场。仿真和试验结果对比发现:硬度场和组织场的结果基本吻合,数值模型准确可靠,为盘形滚刀淬火工艺的优化提供了参考意义。     

基于ANSYS的CPU散热片的散热及温度场分析

利用ANSYS对CPU芯片散热片进行了对流和辐射热分析,并对其进行了温度场模拟试验和热传递的数值计算,比较三者的差异可知在散热片的散热过程中,辐射散热是不容忽略的,从而为散热片的设计和制造提供了可靠的依据。