基于有限元法的过盈配合应力分析

针对传统理论计算分析方法仅适用于外廓简单配合零件的局限,利用有限元法模拟了轴毂过盈配合分析过程,分析结果与传统理论分析结果具有较好的一致性.在此基础上,对某机构复杂轴毂配合情况进行了有限元法计算,该方法为复杂外廓零件的过盈配合计算提供了有力的依据.研究成果为校核连接零件强度、计算传动能力提供了依据,从而能更好地利用过盈配合的结构形式为机械设计服务.     

圆柱面过盈连接的应力分析

综合以往轴毂过盈连接分析中,只考虑了弹性变形的问题,在此基础上,进一步分析轴毂结构及配合过盈量对应力的影响,以及在怎样的条件下导致其发生塑性变形。根据屈瑞斯卡塑性条件,找出过盈连接由弹性变形过渡到塑性变形的条件,推导了在弹性与塑性情况下连接体内的应力计算公式,完善和丰富过盈配合的应力分析理论。计算实例分析了轴毂结构参数对许用过盈量的影响规律,并通过对毂内应力的分析,发现随着过盈量的增加,毂内塑性区变大,按弹性变形和按弹塑性变形计算的应力结果的差异变大。     

基于理论概率法的轴毂过盈联接的精度设计

在轴毂过盈联接中,合理确定过盈量的大小是保证过盈联接可靠性的关键。本文通过引入理论概率论的原理和方法,把轴毂过盈联接的配合精度与工作可靠度联系起来,推导出两者之间的内在关系,为正确使用国家标准进行精度设计提供了理论依据。     

传递较大功率的轴毂过盈配合一些问题的探讨

在食品、金属加工、冶金、机械等工业中 ,常常见到用较大直径和长度的轴毂过盈配合来传递动力 ,这种过盈配合传递功率大 ,轴毂受到较大力偶矩的作用 ,即所谓慢速重载荷。轴毂传递动力是通过轴毂配合表面的摩擦力来实现的 ,这就要求轴毂要有合适的过盈量 ,如果没有考虑轴毂配合的各种影响因素和慢速重载荷的特点 ,仅简单套用公式确定过盈量 ,就会因过盈量太小而产生“滑毂”(毂径向滑动 )现象 ,如果随意加大过盈量 ,会导致毂的断裂。过盈量的计算通常采用下列公式δｍｉｎ=Ｐｍｉｎｄ(Ｃ1Ｅ1+ Ｃ2Ｅ2)× 10 (1)Ｐｍｉｎ=2Ｔｆπｄ2 ｌ=2× 9.…     

基于ANSYS Workbench的轮毂过盈配合疲劳优化设计

以某款工矿内燃机车车轴齿轮箱中轮毂与车轴的过盈配合为研究对象,运用有限元以及优化设计思想,借助ANSYS Workbench对轮毂进行疲劳分析和优化。对轮毂与车轴的过盈量及轴向配合长度进行了研究,得到了在疲劳载荷作用下轮毂过盈量、轴向配合长度与轮毂寿命、安全系数的关系。     

钻井平台PPB260减速机轴毂复合连接仿真分析

钻井平台PPB260减速机输出轴与轮毂之间采用平键连接加过盈连接的复合连接形式,复合连接可使平键连接和过盈连接各自传递一部分扭矩,具有较高的承载能力、定心性好,应力分布状态复杂。借助大型有限元分析软件ABAQUS,针对不同的轴毂过盈量对复合连接的模型进行仿真分析,得到过盈连接和平键连接扭矩分配比例同轴毂过盈量之间的关系,分析了模型中等效应力分布情况,以及等效应力最大值同轴毂过盈量之间的关系,为复合连接的设计提供参考依据。     

轮毂突悬量对轮轴过盈配合结构微动疲劳强度的影响研究

基于ABAQUS建立轮轴过盈配合结构有限元模型,分析摩擦剪切应力、滑移幅值、配合面张开区宽度和过渡圆弧最大主应力等参数随轮毂突悬量的变化,进而研究突悬量对轮轴过盈配合结构疲劳强度的影响规律.结果表明:轮轴配合面的摩擦剪切应力随突悬量的增加而增大,过盈配合部位接触边缘的滑移幅值随突悬量的增加而减小.随着突悬量的变化,过盈...     

渐开线花键副齿侧过盈配合分析与试验验证

渐开线花键副齿侧过盈配合产生的接触应力和变形会对零件自身精度和使用寿命造成影响,为了确定合理的过盈量,首先,对花键副齿侧过盈的几何原理进行了研究,推导了齿侧过盈径向位移和周向位移的计算公式;其次,用有限元仿真验证了几何原理的准确性;最后,根据齿侧过盈几何原理,对齿毂花键齿侧过盈量为0.002 0,0.002 2及0.002 8 mm产生的周向应力?应变进行了测试,其有限元仿真结果与试验测试结果误差分别为4.9%,7.6%和7.1%。研究结果表明理论分析符合实际情况,提出的计算方法为渐开线花键副齿侧过盈参数设计提供了理论依据。     

轴毂过盈联接的应力分析和接触边缘效应

用弹性力学和有限元方法对轴毂过盈联接进行了详细的分析，据此指出了弹性力学方法的弊端和有限元方法的优势。有限元方法不仅可以获得与弹性力学完全一致的理想模型下过盈联接的应力等，还能够分析弹性力学所不能求解的接触边缘效应——由接触引起的边缘应力集中。由于考虑了应力集中的存在，用有限元分析方法对轴毂过盈联接进行设计和校核，更符合实际情况，从而更合理。     

反应堆压力容器顶封头接管冷装过盈配合力学分析

200 MW低温核供热堆反应堆压力容器顶封头壳体与小口径接管间采用冷装过盈配合连接结构,为确定过盈配合连接合理的最小过盈量和最大过盈量,首先建立了过盈连接结构解析解的简化模型,分析确定了过盈配合连接结构最小过盈量和最大过盈量计算的适用工况;再根据弹性力学理论对过盈配合连接结构进行力学分析,推导出最小过盈量和最大过盈量的工程计算方法;最后,采用ANSYS有限元分析软件对典型接管的冷装过盈配合连接结构的合理性进行冷态和热态工况下的验证。     

Influence of cylindricity and surface modification on load bearing ability of interference fitted assemblies

This paper presents the influence of cylindricity and surface modification on load bearing ability of interference fitted assemblies. Assemblies were made of EN 8 steel with and without (plain) nubs. The influence of cylindrical profile or waviness of pins, with and without nubs on load bearing ability is analyzed by experimental and harmonic analysis. Results show that pins with nubs can carry higher load and pins with and without nubs having harmonics of smaller amplitude can carry higher load for a given interference. Also, increase in average undulation number increases the load bearing ability. Further, finite element method (FEM) was used to evaluate the Von Mises stresses on the performance of interference fitted assemblies. An appropriate finite element model was developed to analyze the pattern of contact stresses in interference fitted assemblies for with and without nubs with varying interference. The results reveal that pins with nubs can with stand higher stresses.     

Lubrication Analysis of a Connecting-Rod Bearing in a High-Speed Engine. Part I: Rod and Bearing Deformation

Analysis was performed on a connecting rod assembly operating at 6,500 rpm. The analysis was based on the finite element method, which includes effects of interference fitted bearings and pre-loaded bolts. The rod inertia force associated with the gas pressure was found to have a significant effect on the variation of the rod bearing shape. The shape variation of a connecting rod assembly is commonly ignored in rod bearing analyses. Investigation of bearing deformation was conducted in order to evaluate the lubrication characteristics.     

基于ANSYS对斯特林制冷机中轴和双孔板过盈联接的有限元分析

在STL-L型斯特林制冷机的研制过程中,为判断其曲轴中轴和双孔板的过盈联接能否满足使用要求,文中用ANSYS有限元分析软件对轴和双孔板的过盈联接进行了接触有限元分析。分析得到的结论是初始的过盈量设计符合使用要求,但初始的最小过盈量偏大,进而根据使用要求选取了最合适的最小过盈量。     

基于ANSYS转子曲轴过盈配合有限元分析

在空调用滚动转子式压缩机新产品开发过程中,为判断某系列压缩机曲轴与转子过盈配合过盈量是否满足要求,文中用接触有限元法建立了曲轴与转子过盈配合的有限元模型。采用通用有限元ANSYS软件对模型进行了有限元分析,得出了转子与曲轴过盈配合状态下应力分布规律。结论表明最小过盈时转子与曲轴接触面不滑动,最大过盈时材料不失效,该系列产品过盈量满足设计要求。     

Design of interference fits via finite element method

Studies of interference fits in ring gear-wheel connections show that the traditional design method based on thick-wall cylinder theory has some limitations. Application of the finite element method (FEM) for the three-dimensional stress analysis of interference fitted connections gives more complete and accurate results than the traditional method. An improved design method utilizes two safety factors, λ_s and λ_p, providing a new approach for evaluating the quality of interference fits. A tolerancing method utilizing the I_max and I_min curves provides a quantitative guideline for interference fit design. The selective assembly method combined with the FEM-based method for interference fit design provides an effective approach to achieve more reliable interference-fitted connections and more precise assembly with lower manufacturing cost.     

机械螺栓法兰连接的有限元力学模型比较研究

机械螺栓-法兰连接结构中存在着复杂的接触、摩擦和预紧等非线性因素.螺栓-法兰连接结构的有限元力学模型应当充分包含这些因素.首先介绍了连接结构接触分析的有限元法理论,然后比较研究了二维轴对称力学模型和三维实体模型在螺栓一法兰连接结构建模中的差剐,之后研究了温度载荷法、过盈配合法和等效外载法等三种不同的螺栓预紧力建模方法.计算结果表明:二维模型在处理螺栓-_法兰连接结构上计算耗费小,但计算精度较三维模型差别较大,结果粗糙;三种预紧力模拟方法都能模拟螺栓预紧载荷,但在适用范围、等效方法和计算精度等方面有区别.     

机械密封环过盈联接的有限元分析

根据扭矩平衡原理推导了过盈量计算公式,建立了机械密封环过盈联接的有限元模型,利用ANSYS分析软件求解密封环内部各节点的应力分布情况,并与传统厚壁圆筒理论计算方法进行了比较.结果表明,有限元方法能准确计算出过盈联接零件的应力分布,结果更符合实际状况.     

螺接搭接件的力学特性试验及三维有限元分析

在考虑螺栓与孔壁间的非线性接触、摩擦、干涉配合和螺栓预紧力等因素影响的基础上,利用非线性有限元软件MSC.Marc构建螺接搭接件的三维有限元分析模型.数值模拟结果与试验结果的对比表明,文中所建三维模型能有效地模拟搭接件的表面应变、载荷传递和第三弯矩等三维力学特性,同时搭接件的三维应力、应变特性及干涉配合和螺栓预紧力对载荷传递比的影响规律也进行了讨论,计算结果和结论可作为该类结构损伤容限设计的参考依据.     

过盈配合的轮毂轴承芯轴有限元分析

针对目前大量使用的第三代轮毂轴承单元,通过UG建立三维实体模型。首先分析了芯轴与内圈过盈装配应力,其次根据轿车在稳态转弯过程中轮毂轴承单元受力分析,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对轮毂轴承单元芯轴与内圈建立有限元模型。分析结果表明芯轴铆合翻边处最容易失效,应作为设计的重点考虑部位。最后通过控制变量法研究了过盈量、摩擦系数、几何形状,对轮毂轴承单元芯轴与内圈的过盈装配应力的影响,为以后的优化分析提供了重要参考价值。