程序实现蒙特卡洛法确定机械零件的应力和强度分布

根据蒙特卡洛法和有关应力和强度的理论,在Visual C 6.0的环境下开发了蒙特卡洛法确定应力、强度分布的通用程序,从而确定机械零件的应力、强度分布.     

用改进的蒙特卡洛法求应力-强度系统的可靠度界

静态应力-强度系统的可靠度仅与应力和强度的干涉有关。应用概率统计的基本原理,在对干涉区间上应力和强度进行一定分析的基础上,提出了采用改进的蒙特卡洛模拟计算法求出系统可靠度界的新方法。计算结果表明：该算法与传统的蒙特卡洛法相比较,具有更高的精度,且计算简单,是计算应力-强度系统可靠度的一种行之有效的方法。     

电主轴与其内装转子过盈配合的可靠性分析

电主轴的主轴与其内装转子通过过盈配合传递转矩,其过盈配合可靠性设计是将配合面实际过盈量和有效结合半径看作是随机变量进行设计。利用蒙特卡洛法模拟出配合面处的广义应力、广义强度序列,通过卡方拟合优度检验说明其服从正态分布,并结合应力-强度干涉理论,建立了系统可靠度模型。比较蒙特卡洛法下求解的广义应力、广义强度的数字特征和点矩法下求解的广义应力、广义强度的数字特征,验证了该可靠度模型的正确性。分析了配合面结合半径、实际过盈量与主轴转速等对系统可靠度的影响。     

基于蒙特卡罗法的高速钢丝锥可靠性分析

高速钢丝锥主要失效原因之一是由断裂、崩刃所引起的破损失效,确定丝锥的可靠度对于自动化、高精密加工具有十分重要的意义。通过顺序统计量理论考虑丝锥受到冲击载荷的次数,并利用应力—强度干涉模型,以多次加工后切削刃上的最大扭转应力超过丝锥材料临界疲劳应力为失效判据建立高速钢丝锥的可靠度模型,并通过少量试验,结合蒙特卡洛法随机生成加工时分布在丝锥切削刃上的应力和丝锥材料临界疲劳应力,将得到的样本值进行比较,得出高速钢丝锥的可靠度。最终,通过恒应力加速试验对蒙特卡洛模拟法的计算结果进行了验证。     

液压机液压系统的可靠度预计软件开发

针对液压机液压系统的可靠性现状和使用要求,采用应力强度模型方法,结合蒙特卡洛仿真法,利用MATLAB语言开发了液压机液压系统的可靠性预计软件,并通过10MN液压机和橡胶压块机进行举例验证。     

起重机吊钩等效应力非线性可靠性灵敏度分析

为描述起重机吊钩提升重物非线性时域内等效应力分布规律,改善其设计优化的合理性,考虑多种随机变量,融合有限元法和响应面法进行了吊钩等效应力的可靠性灵敏度分析。通过在非线性载荷下的结构分析,计算出吊钩等效应力的分布情况,选取等效应力最大点作为输出响应对吊钩进行概率分析;在计算点处考虑随机变量的影响,结合响应面拟合蒙特卡洛法计算出吊钩等效应力分布概率和符合设计要求的可靠度,并分析了影响等效应力的随机变量灵敏度。结果表明:吊钩等效应力和安全概率基本符合设计要求;得出了吊钩等效应力分布的主要影响因素是等效载荷,灵敏度概率达到96.19%。     

天然气压缩机组效率不确定度评定研究

为了提高气田天然气压缩机组的节能监测水平,以某气田增压站ZTY470整体式天然气压缩机组为研究对象,使用蒙特卡洛法和GUM法分别评定压缩机组的效率不确定度;应用蒙特卡洛法的评定结果,对GUM法进行适用性验证;通过蒙特卡洛局部敏感性分析,确定压缩机组效率测试模型中各输入参数对效率不确定度的影响.结果表明:蒙特卡洛法计算压...     

估算球罐断裂概率方法的探讨

本文提出先通过参数敏感性分析选定随机变量,再用蒙特卡洛法计算;又采用了对偶变量加速收敛的蒙特卡洛法、可靠性指标法、直接采用蒙特卡洛法等计算断裂失效概率,并比较和讨论了这些计算结果。     

应力水平对桥机金属结构优化及可靠性的影响

桥机金属结构优化设计的最优解往往把强度、刚度和稳定性的许用值用到极限,这样不能确保结构是否安全。引入了应力水平来定量的衡量桥机的设计裕度,用可靠度来衡量结构是否安全,分别采用不同的应力水平进行桥架的优化设计,然后通过蒙特卡洛法计算最优解的可靠度水平,获得了应力水平对桥机金属结构优化及可靠性的影响规律:桥机金属结构的重量随着应力水平的降低近似线性递增;结构的可靠度随着应力水平的降低不断提高,但提高的幅度越来越小,即提高设计裕度换取较高可靠度的回报率越来越低。     

基于随机有限元法的燃气轮机对称支承板机座强度可靠性分析

由于尺寸和实验成本所限,重型燃汽轮机周期性对称支承板机座的的可靠性分析主要依据可靠性仿真。热通道进口温度、进口流速和进口压力是影响燃气轮机切向支撑板机座的主要随机变量。文中运用有限元软件和蒙特卡洛法相结合的随机有限元法,随机产生120组左右的初始变量,以每一组变量为初始值对支承板机座进行流固耦合分析得到温度场分布,再进行稳态热分析得到热应力分布,提取每一组的最大应力值,并对最大应力的概率分布进行曲线拟合,得到最大应力的概率分布函数。根据应力—强度干涉模型,对切向支承机座极限热应力区域进行了可靠度计算,为大型燃气轮机的可靠性分析提供了参考。     

An upper bound method for analysis of three-dimensional deformation in the flat rolling of bars

A new upper bound method for the analysis of three-dimensional deformation in the flat rolling of bars is proposed. In the conventional upper bound method, stress distribution is not calculated. Hence, a new method of calculating stress distribution is proposed in which the hydrostatic stress in each element and the contact stress on the contact surface between material and roll in each element are calculated. In the conventional upper bound method, the structure of the computer program also depends highly on the kinematically admissible velocity fields assumed. Hence, a new method of analysis in which the structure of the computer program depends minimally on the kinematically admissible velocity fields assumed is proposed. In the analysis of strip rolling, the calculated roll force and roll torque agree with the roll force and roll torque calculated from Sims’ slab method. In the analysis of the flat rolling of bars, the calculated width spread agrees with the width spread obtained by experiments reported in the literature. The effects of a reduction in thickness, roll radius, material width-to-height ratio, front tension, back tension, and front and back tensions on the width spread, forward slip, roll force and roll torque are demonstrated. Hence, the validity of the new upper bound method is confirmed.     

板式楔横轧接触区表面应力分布规律研究

楔横轧接触表面是形状复杂的空间曲面,接触表面应力分布变化规律相当复杂,对于其认识程度至今还局限于作较多假设的滑移线法分析结果,致使在模具设计和实际生产上主要依靠经验因素,阻碍楔横轧的应用和理论的发展。根据板式楔横轧的特点,在有限元ANSYS/DYNA软件基础上进行二次开发,编制模拟板式楔横轧轧制过程的命令流程序,模拟其轧制过程,获得接触区空间曲面形状,并较详细分析在楔横轧展宽段接触区的空间接触曲面上轧件接触表面应力的分布变化规律。研究结果为避免轧件表面产生缺陷、指导楔横轧模具设计和确定轧机力能参数等提供重要的理论依据。     

膜片联轴器锥面无键联接的有限元分析

对膜片联轴器锥面无键联接的结构和原理作了介绍;运用有限元法对锥面联接分析了预紧力与所能传递的转矩之间的关系及最大应力发生的部位.比较了传递相同转矩时解析法与有限元法所计算预紧力的差别.与解析法相比,有限元方法较为直观精确,可作为实际设计制造时的新方法新依据.     

A simple nodal force distribution method in refined finite element meshes

In finite element analyses, mesh refinement is frequently performed to obtain accurate stress or strain values or to accurately define the geometry. After mesh refinement, equivalent nodal forces should be calculated at the nodes in the refined mesh. If field variables and material properties are available at the integration points in each element, then the accurate equivalent nodal forces can be calculated using an adequate numerical integration. However, in certain circumstances, equivalent nodal forces cannot be calculated because field variable data are not available. In this study, a very simple nodal force distribution method was proposed. Nodal forces of the original finite element mesh are distributed to the nodes of refined meshes to satisfy the equilibrium conditions. The effect of element size should also be considered in determining the magnitude of the distributing nodal forces. A program was developed based on the proposed method, and several example problems were solved to verify the accuracy and effectiveness of the proposed method. From the results, accurate stress field can be recognized to be obtained from refined meshes using the proposed nodal force distribution method. In example problems, the difference between the obtained maximum stress and target stress value was less than 6 % in models with 8-node hexahedral elements and less than 1 % in models with 20-node hexahedral elements or 10-node tetrahedral elements.     

全地面起重机超起装置对臂架受力影响研究

全地面起重机在安装超起装置后属于内力静不定问题,文中用经典力学中的能量法探讨该静不定问题,进而求解出超起装置各构件和臂架的受力。并编制相应计算程序,以QAY350全地面起重机为例,计算某一工况下臂架承受的最大应力,并与未安装超起装置时臂架的受力进行对比。最后研究超起装置各构件参数对臂架受力的影响。分析研究结果表明,全地面起重机在安装超起装置后臂架承受的弯矩和最大应力明显减小;超起撑杆与臂架垂直时,臂架承受的最大应力最小;以臂架变幅油缸上铰点处截面受力为考核点,可知超起撑杆安装位置越靠近变幅油缸铰点,臂架受的最大应力越小;超起撑杆的长度增加到某一值时,臂架承受的最大应力不再随超起撑杆的长度增加而变小,而是始终保持不变。     

Elasto-plastic contact problem of laying wire rope using FE analysis

The three-dimensional elasto-plastic contact model, formulated with variational equalities, has been described for laying wire rope in this paper. The augmented Lagrangian multiplier method has been applied to calculate both the normal contact force and friction contact force, and the radial return mapping algorithm has been employed to handle stick/slip phases of friction. With a graphical user interface (GUI), a program for calculating boundary conditions of a three-dimensional finite element modelling is developed to create external files, which are in the format of the ANSYS parametric design language (APDL) and the external files can be accessed by ANSYS for nonlinear analysis. FE simulation of a simple wire strand has been given and the effects of friction coefficient and self-rotating ratio on the contact stress have been analysed. Also the effects of them on the forming stress and strain have been discussed.     

浅谈短应力线轧机的轧辊平衡措施应用

阐述了短应力线轧机的轧辊平衡措施的应用和轧辊平衡对于轧制生产的重要意义以及平衡预紧力的计算方法,比较了3种轧辊平衡装置的优缺点,并结合工程实际提出了一种判断轧辊平衡失效的实用方法。     

丝杠系预拉伸力的综合分析计算和探讨

丝杠传动系统是数控机床的关键部分之一,针对单推-单推和双推-单推支承型式丝杠传动系统的预拉伸力计算和确定问题,通过分析认证,指出现行的结论存在以下不足和缺陷：在只考虑轴向负载因素时确定的预拉伸力在一般情况下过大;以及没有给出综合考虑最大轴向负载和热伸长变形两种主要因素时的预拉伸力计算和确定方法,或只按照热变形补偿方式而计算和确定预拉伸力,所得出的计算结果和结论具有局限性、不合理性和不完整性。为克服这些不足和缺陷,综合考虑上述两种主要影响因素,对双端固定丝杠系的受力和变形进行了分析,引入一个新的技术参量--临界预拉伸力,推导出丝杠系的综合临界预拉伸力方程及其解法;并考虑轴承最小载荷要求,同时根据实际应用状况进行系数修正,给出了最终预拉伸力的表达式,讨论了修正系数的选择原则和方法,使预拉伸力的计算和确定方法明确、合理、符合实际。对计算方法进行试验验证,显示了其合理性。     

振动平板夯的动力学性能

针对现有振动平板夯运动模型不符合实际工况,受力状态过于简化,提出了一种精细运动模型。分析了振动平板夯的运动过程,导出了平板夯的受力公式。借助有限元分析方法,利用计算机可视化程序,模拟振动平板夯的实际工作情况,获得夯板在各种载荷下的应力和变形值,为振动平板夯的设计、生产及工程应用提供了理论依据。