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对复杂薄壁箱形结构在内压载荷下的力学响应和承载能力进行数值分析。得到箱体在内压载荷下的应力和位移变化特性,箱体各模压板块中与加强槽毗邻的球冠边缘区域的Mists等效应力始终占控制地位;获取箱体的屈曲失效模式,基准模型箱体底板的屈曲临界载荷为80 kPa。对模型箱体力学响应特性和承载能力进行试验验证,试验数据与数值模拟结果较为一致,控制点应力最大偏差为12.6%,位移偏差最大值为10.9%;另外,试验发现这种薄壁结构存在底部模压板失稳、包角渗漏和斜拉筋拉脱等3种失效模式。 相似文献
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镁合金薄壁结构在飞行器和航海器工程领域应用范围逐步扩展。针对一种筋肋增强镁合金薄壁圆筒结构试件,采用Solid Works Simulation有限元分析软件,数值模拟圆筒结构应力和变形分布及结构固有模态特性。结果表明在1~1.75 MPa外压载荷下,圆筒壳板最大等效应力和变形都发生在外止口临域单元框壳板中心部位,其值随外压载荷的变化与筒体试验有关结果符合较好,筋和肋对增强薄壁结构壳体刚性起主要作用。圆筒前十阶固有频率从683 Hz依次增加至1147 Hz。Simulation软件能够用于筒体结构的后续改进设计和深化研究使用。 相似文献
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轮边减速器作为重型或新能源车辆重要的减速增扭传动结构之一,其箱体是齿轮传动系统内部载荷和车架连接外部载荷的重要承载体,箱体结构设计合理和强度性能满足是轮边减速器平稳运行的重要保证。基于箱体三维几何结构和有限元分析方法,建立集“模型-强度评判-运转”的箱体结构分析方法,综合研究了箱体的结构强度及密封性。结果表明,采用组合计算的载荷和强度评判准则下的箱体具有足量的设计强度和刚度,可以支撑内场传动系统的平稳运行和抵抗外载荷作用变形;足量的螺栓分布和合适的螺栓型号可以保证箱体结合面接触面均匀分布,且不发生漏油现象;箱体试验结果与理论分析基本吻合。提出的结构强度分析方法为箱体的结构设计提供了技术参考。 相似文献
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由于空调箱体在随列车运行过程中需承受大量振动载荷,容易对空调箱体结构产生破坏,降低使用寿命,所以需对空调箱体进行模态分析.通过模态分析可以得到空调箱体的固有频率和模态振型.通过固有频率的计算可以得到空调箱体在随列车运行过程中自身固定的频率.通过模态振型能够得到空调箱体结构的整体刚度特征,预先发现结构的刚度薄弱区,为结构... 相似文献
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为了获得动车组牵引变流器冷却风机内流场空气流动特性和风机结构强度。首先,基于不可压缩流体N-S控制方程和Standard k-ε湍流模型,建立了风机的三维计算模型。对模型进行非定常流动数值仿真,分析得出风机内部空气流动特性;其次,提取叶轮叶片、箱体壁面表面压力,将气动载荷作为体载荷施加到风机结构单元上,进行风机结构强度计算,确定出风机叶轮和箱体的最大应力的危险位置。计算表明:风机结构的最大等效应力为29.08MPa,小于结构材料Q235E的抗拉屈服极限。计算数据可为风机结构的优化设计提供理论依据。 相似文献
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随着技术的发展为了提高零件强度和工作可靠性,越来越多的零件采用整体毛坯件和整体薄壁结构。材料大量采用铝合金、钛合金、耐高温合金、高强度钢、复合材料等。结构复杂的薄壁件、沟槽、加强筋等,工艺刚性较差。结构特点是薄壁结构,形状复杂,外形变斜角变化大,外形多为双曲面,要求成形精确。 相似文献
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为减小薄壁加筋结构在动态环境下的振动,提出了加筋肋布局和阻尼层拓扑一体化设计方法。以含表层阻尼材料的薄壁加筋板结构为研究对象,结合阻尼材料惩罚模型与基结构优化方法,引入筋条密度和阻尼单元密度两类独立设计变量,考虑筋条和阻尼材料的体积约束,建立最小化动态柔度的阻尼材料拓扑和筋条布局的协同优化模型,实现面向动态响应最小化的含阻尼层的薄壁加筋结构最优设计。通过不同阻尼、不同频率下的含表面阻尼层加筋板的多个数值算例,验证了所提方法和模型的有效性。 相似文献
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Ahmad Rahbar-Ranji 《Journal of Mechanical Science and Technology》2014,28(9):3629-3636
Tripping of stiffeners is one of the buckling modes of stiffened panels which could rapidly lead to its catastrophic failure. Loss of thickness in the web and flange of stiffeners due to corrosion reduces elastic buckling strength. It is common practice to assume a uniform thickness reduction for corroded surfaces. To estimate the remaining strength of a corroded structure, a much higher level of accuracy is required since corroded surfaces are irregular. Finite element method is employed to analyze elastic tripping stress of corroded stiffeners with irregular surfaces. Comparing the results with elastic tripping stress of un-corroded stiffener, a reduction factor is introduced. It is found that for flat-bars and angle-bars the reduction factor increases by increasing corrosion loss; however, for tee-bars remains almost unchanged. Surface roughness has no significant effect on reduction of tripping Euler stress of angle-bars and flat-bars; however, it has an effect on reduction of tripping Euler stress of small flat-bars. For high values of corrosion loss, reduction of tripping Euler stress is higher in flat-bars than angle-bars. Corrosion at the mid-length or ends of flat-bars is more detrimental than full length. Corrosion at the ends of angle-bars is more detrimental than full length and mid-length. 相似文献
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针对铝合金薄壁壳体铸造成型高质量要求,通过向ZL101A铝合金中增添Al-10Sr变质剂以及微量Ni元素,制备铝硅基精铸材料坯件,借助加热设备与SCC-44500电子万能试验机对铝硅基精铸材料进行高温压缩试验,得到不同应变率与不同温度下材料的应力-应变曲线,发现铝硅基精铸材料在各应变率及温度下的屈服强度相对ZL101A铝合金均提高。以铝硅基精铸材料进行液压泵薄壁壳体铸造工艺设计分析,基于ProCAST铸造模拟软件,采用低压铸造工艺方案对铝合金薄壁壳体低压铸造过程进行多尺度模拟,分析预测得到了温度场和流动场对铸件充型和凝固过程中缩孔缩松形成的影响,并对壳体铸件的显微组织特征进行了分析,观察得到内部二次枝晶臂间距和共晶层片间距分布状态,综合分析宏微观结果可知,适合的铸造工艺可以制备出完整高性能的铝硅基合金薄壁壳体铸件。 相似文献
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针对薄板结构的低噪声设计问题,以结构声辐射功率最小化为优化目标,借鉴植物脉序分枝结构的构型特征,提出了薄板结构加强筋布局的仿生拓扑优化方法。以结构应变能最小和释放局部最大剪应力作为加强筋主脉和次脉的生长准则,以广义Murray准则作为加强筋脉序的分歧准则,构造了具有脉序分级特征的加强筋自适应生长算法。以固支薄板结构的横向弯曲振动及声辐射问题为典型算例,对比分析了仿脉序分布加筋板结构的声辐射功率和振动功率流的分布特性。数值结果表明,与相同体积约束下的正交加筋布局方式相比,仿脉序分布加筋方法使薄板结构具有更优的声振特性,进而验证了薄板结构加强筋仿生布局降噪方法的有效性与可靠性。 相似文献
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