网状可展开天线经编金属丝网的力学性能分析

经编金属丝网是研制金属网状可展开天线的关键材料,其力学性能直接影响天线的力学和电性能,为了研究经编金属丝网的力学特性,基于线圈的几何模型,建立了网眼式经编金属丝网的三维几何模型,并采用有限元法实现了含接触问题的金属丝网静力学分析．首先,根据线圈的三维几何经验模型定义线圈形状的型值点,利用非均匀有理B样条曲线拟合得到线圈的几何模型和丝网的最小重复结构,从而得到丝网的几何模型; 其次,基于增广拉格朗日乘子法,将黏结接触状态的约束方程引入丝网的势能泛函中,建立了考虑接触问题的增量有限元求解方程,进而实现了丝网的力学性能分析;最后,通过对比丝网双向拉伸仿真与实验的数据,证明了该力学分析方法的有效性．     

新型3-TPS并联机器人平行机构的约束与运动学分析

目的为完善并联机器人理论．解决并联机床产业化关键技术．方法用螺旋理论方法分析平行机构的约束特性，并计算其自由度；用空间坐标转换理论推导出平行机构的雅可比矩阵；用仿真方法分析了机构的奇异性，获得工作空间的可操作度变化范围．结果新型3-TPS并联机器人的动平台只能作沿Y、Z两轴的平动和绕Y轴的转动。平行机构有3个自由度．结论由于平行机构对并联机器人的约束，使新型3-TPS并联机器人具有3个自由度，通过雅可比矩阵和机构奇异性的推导和计算，得到平行机构在工作空间中没有奇异形位和不定形位的结论．该方法可应用于类似并联机器人的结构设计与运动学分析中．     

捻制方式对钢丝绳绳丝力学性能影响研究

对6×19S＋FC右同向捻及右交互捻钢丝绳绳丝分别进行了静态实验,得到它们的拉伸、弯折及扭转实验数据;对这些数据进行统计分析,分别得到它们的均值与方差,从实验层面探讨捻制方式对钢丝绳绳丝力学性能的影响。另外利用Solidworks软件建立了绳丝计算模型,利用ANSYS软件分析了钢丝绳中绳丝的受力和变形情况,从数值模拟层面探讨钢丝绳捻制方式对绳丝力学性能的影响。研究表明,对于钢丝绳绳丝力学性能而言,右交互捻优于右同向捻。     

三角型和圆型钢丝绳股弯曲性能有限元比较研究

基于绳股结构特点、钢丝材料弹塑性及钢丝间的摩擦接触等因素,对三角型及圆型钢丝绳股弯曲力学性能进行分析,建立了上述两种类型钢丝绳股的有限元计算模型,并对具有相同捻角及总钢丝截面积的两类绳股的弯曲力学性能进行了对比分析.结果表明:纯弯曲载荷作用下,三角型和圆型钢丝绳股均表现出弹塑性力学特征,且弯矩对曲率的响应存在滞后现象;二者抗弯刚度分别以0.2%/(°)和0.8%/(°)的速率随捻角的增大而减小,且分别以22.3%/mm和15.5%/mm的速率随侧丝直径的增大而增大;二者von Mises应力分别以0.9%/mm和0.6%/mm的速率随侧丝直径的增大而增大,二者塑性变形分别以5.8%/mm和2.3%/mm的速率随侧丝直径的增大而增大;三角股的抗弯刚度、von Mises应力、总变形和塑性变形分别约为圆股的88.0%,89.3%,67.9%和74.6%.     

环向约束条件下破裂岩体力学特性试验研究

深部地下工程围岩多为破裂岩体，与支护结构间存在相互作用，破裂岩体的力学性能对工程稳定起着极其重要作用．采用环向约束试验方法研究破裂岩体的承载和变形特性．结果表明：破裂岩体的轴向应力-应变曲线是-分段连续曲线，峰谷后表现出等效弹塑性特性，随环向约束力的逐步提高，破裂岩体轴向应力呈现应力强化趋势，可达到并稳定在一个较高的应力状态，而环向约束应力则随侧向应变的增加呈线性增加，直至屈服．因此，环向约束条件下破裂岩体的力学特性明显不同于岩石三轴试验残余段的剪切滑移特性，反映了破裂岩体在有效环向约束条件下具有良好的结构效应．     

粗纱的假捻机理

假捻作用能增加纺纱段的纱线强力，减少断头，提高粗纱质量．本文根据纺纱工艺的基本原理、纱线力学理论、动力学理论，分析了假捻器的假捻机理，为新型假捻器设计提供了理论基础．     

平面钢结构的几何非线性分析

高层钢框架结构体系由于其高宽比较大，柱截面尺寸相对较小，则当其承受较大的竖向荷载时，几何非线性的P－Delta效应将成为影响结构工作性能的主要因素，本文以高层钢框架为研究对象，应用非线性连续介质力学的有限变形理论和泛函和势能驻值原理，建立了U．L．列式的结构几何非线性刚度方程和相应的有限元方法，可用于高层钢框架结构的几何非线性分析计算。本文方法克服了经典梁柱理论的稳定函数法在轴力为拉，压和零时刚度系数表达式各异的不便，通过一榀典型钢框架的几何非线性分析，说明了本文方法的实际应用和可靠性，算例表明，对于多高层钢框架结构，P－Delta效应的影响不应忽略。     

水平地震作用下地下结构考虑转动时的动力响应

利用分析力学的Lagrange方程,推导了地下结构在水平地震作用下同时考虑结构的平动和转动效应的运动方程.为了简化计算,将地下结构假定为矩形刚体,地基采用温克尔弹性地基模型,且不考虑结构与周围土介质的阻尼作用.首先得到了地下结构与土相互作用时的动能和势能,然后利用分析力学的Lagrange方程推导出了结构的运动方程.通过算例研究地下结构在水平地震作用下考虑转动分量和不考虑转动分量时的受力差别.     

纤维绳芯钢丝绳断丝有效长度

本文首先分析了两层捻制钢芯直股在静载荷下应变与轴向力的关系，在此基础上导出了纤维绳芯钢绳断丝有效长度的估计公式。     

构建颅骨上颌骨及牙列的三维有限元模型

探讨了建立颅骨上颌骨及牙列三维有限元模型的高度数字化方法，为分析上颌骨的生物力学性质提供一个标准数学模型．选择一具颅骨标本作为建模素材，运用螺旋CT扫描技术及三维影像技术完成初步重建，并在此基础上利用Abaqus软件建立上颌骨及牙列的三维有限元模型．通过仿真分析获得了形态细致逼真的上颌骨及牙列三维重建生物力学模型．该模型具有较好的力学相似性和几何相似性，为临床上探索上颌骨及牙列的生物力学机制提供了研究手段．     

无侧隙端面啮合蜗杆副瞬态动力学分析

为了获得无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性,分析不同结构类型的蜗杆之间承载能力、变形间的关系。利用有限元法,建立蜗杆端面啮合杆副的动力学分析模型,对啮合瞬间进行瞬态动力学分析。首先,根据建立的端面蜗杆的动力学模型,进行瞬态动力学分析,分别得到端面啮合蜗杆副的接触应力、等效应力和总变形。其次,对无侧隙端面啮合蜗杆副的动力学特性进行理论分析与比较,分别比较分析无侧隙端面啮合蜗杆副与无侧隙环面蜗杆副、无侧隙端面啮合蜗杆副与双滚子端面啮合蜗杆副的瞬态动力学性能及变形的情况。结果表明：有限元分析中端面啮合蜗杆副的应力、应变云图表明,啮合瞬间,蜗轮蜗杆至少同时啮合8对齿,可以清晰地看到最大应力在齿顶;同等条件下,端面啮合蜗杆副的接触应力较无侧隙双滚子包络环面蜗杆减小超过33%;端面啮合蜗杆副的最大等效应力仅为无侧隙双滚子包络环面蜗杆的22%;端面啮合蜗杆副较双滚子端面啮合蜗杆副具有较强的抗变形能力,当t≥0.056 5 s双滚子端面啮合蜗杆副随时间变形影响显著。几种新型蜗杆副的分析和比较可以反映其动/静力学特性,从而为该新型蜗杆在减速器等领域中的应用提供理论依据和工程应用价值。     

ZL15轮式装载机摇臂零件有限元分析

摇臂零件的弯曲扭断是ZL15轮式装载机工作装置的常见故障之一.采用传统的类比方法进行装载机结构设计往往带有局限性.通过对装载机摇臂零件不同工况下的受力分析研究,建立最危险工况下的结构有限元模型,通过有限元分析计算,设计人员在设计阶段就能清晰地了解零件每一点的应力、应变、位移及构件的稳定性与动态特性,发现其设计的薄弱环节,同时可方便地对零件结构作反复的修改,以减小其应力集中区,从而提高摇臂零件的工作强度,改善装载机工作装置的综合性能,达到优化设计的目的.     

内压载荷下复杂薄壁箱形结构数值模拟与优化设计

基于有限元软件MSC. Marc/Patran，考虑材料非线性和几何非线性，对装配式不锈钢水箱这种以
内压载荷为主的复杂薄壁箱形结构的力学响应进行了数值分析.得到了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应力始终占控制地位；获取了箱体的屈曲失
效模式，基准模型箱体底板的屈曲临界载荷为0.080 MPa；分析了屈曲临界载荷数值模拟值与经典理论值
之间存在较大差异的原因.通过对模压板块的球冠高度与直径、加强槽的位置和尺寸以及强化拉筋的布置
方式等参数进行优化，提高了箱体的承载能力.数值模拟结果与试验数据较为一致，表明了所用数值方法
的有效性.     

焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明：工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为：介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。     

锚喷混凝土加固小铰缝板桥研究

基于有限元理论,借助通用计算程序ANSYS对一实桥建立有限元模型,结合检测结果,分析了该桥在不同荷载工况下挠度、应力、自振频率以及振型特征的变化趋势,研究了加固前后桥梁结构的静、动力特性.结果表明:锚喷混凝土加固小铰缝板桥有效地降低板梁截面的应力和应变,提高桥梁结构的自振频率.由此可知,锚喷混凝土加固可提高结构的整体刚度,增强结构的抗弯及抗扭能力,改善桥梁整体受力特性,具有较高的推广应用价值.     

有限扭转对箱形截面短柱轴压受力性能的影响

为研究具有有限扭转的箱形截面短柱轴压受力性能,对其进行了弹性屈曲分析和非线性分析。揭示了初始扭转对轴压短柱中板件的荷载条件、边界条件、局部应力分布特点造成的影响：在弹性状态下,非加载边上存在弯曲约束和横向膜应力,加载边上平行加载方向的截面应力分布不均。指出了箱形截面短柱轴压刚度和极限承载力随相对扭转角增大而增大的一般规律,箱形截面短柱极限承载力对于较小相对扭转角的不敏感性,以及破坏模式同相对扭转角大小的相关性,即很大的相对扭转角会导致破坏模式由局部屈曲转变为局部的强度破坏。     

轧机主传动万向接轴随机疲劳设计

万向接轴是轧机主传动系统的关键部件,具有结构复杂、工作时承受随机冲击扭矩等特点。在分析轧机主传动万向接轴受力特点的基础上,提出应以轧机冲击扭矩载荷谱作为主传动万向接轴的疲劳设计载荷;计及低于疲劳极限的应力循环对裂纹发展的影响,采用修正后的材料p-S-N曲线并运用累积损伤理论对万向接轴进行随机疲劳设计和寿命预测。提出的轧机主传动万向接轴随机疲劳设计方法同样适合于具有同类载荷特征机械零件或结构的疲劳设计。     

离心机整体转鼓的优化设计（Ⅰ）

本文将近几年发展起来的优化设计方法引入离心机转鼓设计中,提出了设计变量的选取、约束条件确定方法,并给出了求解方法——SUMT 法调用 POWELL 法.给出了主要子程序的程序框图.得出了一些结论.     

内斜齿轮冷挤压成形的实验研究

目的介绍冷挤压内斜齿轮时的力学特点. 方法采用坐标网格法分析.结果给出了毛坯表面变形区内所有应力-应变值及其变化规律, 指出了变形区的外部边界.结论应用该方法为国内首创, 给出的结果为计算变形力提供了基础.     

长壁工作面顶底板稳定性数值模拟

通过对淮南潘三井田１２２１工作面１３－１煤层顶底板沉积岩体结构的综合分析,同时考虑了沉积岩体在垂向和侧向上不连续的地质特征,概化为３种地质力学模型,应用弹塑性力学有限元方法进行了工作面周围应力分布计算．结果表明：在采动影响下,煤层顶底板岩体中明显地存在着一种对称的双应力拱,由于介质的不连续性导致采动应力场的挠动,局部产生附加应力,在回采过程中将对煤层顶底板的稳定性产生不利的影响．