热塑性复合材料薄板拉伸过程有限元模拟

 　为更好了解复合材料制件拉伸时的受力薄弱环节以及各点的受力情况,为构件性能评价及预测提供理论参考,利用有限元分析方法对热塑性复合材料薄板的拉伸过程进行计算机模拟。由于板材厚度较小,将拉伸问题近似成二维。建立模型后通过单元网格划分,对各节点的受力情况进行分析和计算,得到单元各节点的应力值以及模型受力云图。通过最大应力值点以及模型受力云图与实际拉伸试样变形情况的比较,结果表明,模型应力集中区域与试样实际断裂区域相吻合     

粉料干法造粒挤压辊的力学特性及有限元分析

根据干法造粒过程中挤压辊的受力特点,结合Von Mises准则建立挤压辊力学模型,通过模型求解与简化,计算其等效应力,并从理论上定性分析挤压辊力学特性。利用SolidWorks软件建立挤压辊三维实体模型,通过有限元软件ANSYS Workbench对其力学特性进行定量分析。理论分析和仿真结果表明:挤压辊变形主要集中在沿挤压辊宽度30~150mm内,最大变形量出现在挤压辊表面(z/a=0.0)中心区域,变形量达0.026 4 mm;挤压辊在深度z/a=0.5圆柱面应力最大为43.2 MPa。     

旋挖钻机钻杆键条焊接接头的残余应力

钻杆是旋挖钻机的关键部件之一,也是易损部件,其损坏部位大多位于钻杆键条焊接接头处。该文采用SYSWELD软件对旋挖钻机钻杆键条接头的焊接过程进行了数值计算,并用X射线衍射法对实际钻杆键条焊接接头试样的残余应力进行了测量,得到了接头焊接完成后的残余应力分布。针对钻杆结构受力特点,着重分析了切向焊接残余应力的分布特征,并计算对比了焊接速度的影响。结果表明:焊接接头最大残余拉应力出现在热影响区内;随焊接速度的增加,管体上切向最大压应力明显增大,最大拉应力变化不明显。     

封边机板坯进给系统主动链轮的静力学分析与优化

为了减小封边机板坯进给系统主动链轮的应力集中,改善链轮受力状况,延长链轮使用寿命,对主动链轮进行理论载荷计算,利用ANSYS Workbench分析软件对其进行静力学分析,再根据分析结果确定应力集中部位。经分析,主动链轮和滚子啮合部位应力较为集中,故以减小最大接触应力为目标函数对链轮齿槽进行结构尺寸优化。通过适当调整链轮齿槽的设计参数,主动链轮的应力集中现象得以明显改善。     

模切机墙板变形分析及优化

为了解决传统模切机主机墙板在工作过程中可能出现的断裂或形变过大问题,运用Solid Works对模切机主机墙板进行三维建模,采用ANSYS软件对模型进行受力分析,输出主机墙板的位移等值线图和应力等值线图,确定应力集中区域,提出了不同的结构优化方案。对比优化方案的结果,确定了最终的优化结构。通过对优化后的模型进行分析,得出结论:优化后的结构不仅满足强度和刚度的要求,还降低了应力集中区域的最大应力值。     

机场道面受热环境下反射裂缝形成机理分析

为了研究受热膨胀状态中机场复合道面在荷载作用下产生反射裂缝的原因,使用有限元软件建立的三维模型,分析了道面结构受热膨胀时在B737-800、A321两种机型的最大起飞重量下的受力情况。计算发现两种机型在荷载位置-2时的主起落架受力部位在混凝土板缝对应沥青混凝土上表面和层底产生的横向位移和应力要大于荷载位置-1时的数值。主起落架作用在荷载位置-2时,整体模型在水泥混凝土板缝对应位置处的纵向变形最大。     

应用有限元分析软件对渐开线圆柱齿轮进行弯曲强度分析

利用有限元分析软件ANSYS对直齿圆柱齿轮进行受力分析,在应力云图上可以清楚地看到其应力变化情况,准确得到最大应力和其应力集中的危险截面。利用APDL语言进行结构模型参数化,实现了不同模数、齿数的齿轮有限元模型的建立,快速实现弯曲强度计算,提高了设计效率。     

基于Nastran的十字轴万向节有限元分析

利用Nastran软件和有限元分析方法,对十字轴万向节进行可靠性分析,计算结果能精确反映受力零件应力集中部位及各部位的应力值:万向节叉的应力集中现象出现在万向节叉轴的根部周围,十字轴的应力集中现象出现在十字轴轴径有落差和两轴相贯的地方.通过工作应力值与材料许用应力值的比较,对零件结构进行改进:在非应力集中且应力值较小处削减材料以节省成本,在万向节叉根部和十字轴轴颈落差处做圆弧处理,可有效降低应力集中,提高零件的可靠性.     

厢式压滤机机架有限元分析及优化设计

针对厢式压滤机在使用过程中出现的尾部支架板与大梁链接部位的转角处产生裂纹甚至断裂、大梁外凸变形过大等问题,建立有限元力学模型,通过ANSYS软件对压滤机整体机架钢结构进行有限元分析,得出了机架的最大应力、最大位移,在深入分析其产生原因的基础上提出了可行的解决方案。在满足使用要求的情况下,以整体机架体积最小为优化目标对压滤机整体机架进行优化设计,并根据优化结果选出了较为理想的机架尺寸,与原尺寸受力分析结果相比,最大应力值、最大位移和整体体积得到了优化。为压滤机进一步改进提供理论依据。     

带加强箍糖用离心机转鼓强度分析及优化设计

运用有限单元法建立离心机转鼓的力学模型,并对离心机的最大转速和物料层最厚两种工况进行数值计算,发现预紧力作用下最大应力应变出现在加强箍上,且转鼓孔上下边缘处出现明显的应力集中现象。在此基础上,建立优化数学模型对转鼓结构及工艺设计进行优化,结果表明:转鼓最大应力值从255MPa降到了233MPa,低于许用应力,且转鼓质量下降了12.54%,研究结果可为带加强箍糖用离心机转鼓装置的设计和后续优化提供参考。     

基于有限元的清粉机筛格结构分析

采用大型有限元分析软件Ansys建立了FQFD49×2×3型清粉机的筛格的有限元模型,分析清粉机筛格的应力分布规律。分析结果表明筛格各节点的应力为周期性变应力,应力集中在筛格框条底部焊接连接部位,筛格所受水平方向上的弯曲应力稍大于垂直方向上的弯曲应力,筛格的强度有较大的过盈,可进一步进行尺寸优化。     

实验热磨机轴系力学特性与振动模态分析

结合实验热磨机轴系结构及受力状况,利用ANSYS软件建立了分析模型,对轴系进行了力学特性与振动模态分析,得出了轴系所受最大应力和变形量以及轴系运转过程中的固有频率与临界转速,检验验证了实验热磨机轴系结构的合理性、刚度的可靠性及运行的稳定性,为实验热磨机的结构设计与优化及其性能分析提供了理论依据。     

船用电梯钢丝绳载荷分析

在分析了船用电梯工作环境的基础上,明确了船用电梯的悬挂方案。依据电梯运行的基本参数,结合电梯的结构特点,对电梯关键部件钢丝绳进行了受力分析和计算,推理出电梯受力规律及最大载荷等,为电梯轿厢的结构设计奠定了基础。     

磨粉机磨辊（R—C—R）力学特性及数学模型研究

本研究以“磨辊-小麦松散物料-磨辊”系统为研究对象,利用微分理论建立了磨辊工作时的数学模型．推导出磨辊受力的计算公式,以该公式进行ANSYS有限元模型的加载,模拟磨辊工作的轴向、周向、径向应力分布。结果验证了数学模型的正确性,并得出磨辊在工作时轴向应力分布均匀．周向在圆心角θ=π／2的位置等效应力达到最大,径向最大应力出现在距磨辊表面3-5mm处的结论。研究结果对辊式磨粉机磨辊的设计和实际生产提供了理论支持和技术应用参考价值。     

膨胀围岩隧道不同含水率的数值分析

为了探究膨胀围岩隧道在不同含水率条件下隧道开挖过程中膨胀围岩的受力情况。文章以广西某高速公路膨胀围岩隧道项目为依托工程,结合本课题组相似模型试验,利用大型有限元软件ANSYS的温度应力场模块和结构分析模块的耦合作用来模拟含水率变化的条件下,膨胀岩隧道开挖的力学性态。数值分析结果显示:不同含水率条件下,随着含水率的增大,围岩位移,围岩应力增大,随着含水率越接近饱和含水率,围岩位移、应力增大的梯度越大;由围岩位移、应力云图可知拱顶、两侧拱腰拱底两侧的位移和应力变化最大,出现应力集中,为设计施工中薄弱点,要重点监测。     

不锈钢真空钎焊管板连接微观特征及残余应力有限元分析

采用拉伸试验机对304不锈钢管板结构真空钎焊强度进行了试验,运用金相和EDS方法分析了钎焊接头的微观组织特征.运用有限元ANSYS软件对微小尺寸不锈钢管板结构在真空钎焊过程中产生的残余应力进行了模拟.结果表明,应力集中出现在管板连接钎焊接头处,有限元分析获得了该处的残余应力分布规律.     

三维角联锁机织复合材料三点弯曲破坏的有限元计算

为了说明一种层层接结三维角联锁机织复合材料在三点弯曲载荷下的动态响应以及结构破坏行为,运用有限元分析软件ABAQUS,在纱线、基体细观结构尺度上计算与考察材料在一恒速弯曲应力作用下的挠度随时间的变化历程、渐进破坏过程、应力分布以及应力集中区域的结构效应。通过分析计算结果发现：三维角联锁机织复合材料的三点弯曲破坏与其结构特征密切相关,破坏由结构中的应力集中区域萌发。此外,应力集中部位主要位于屈曲波浪状的经纱上,且处于各根经纱的弯折部位。这种结构特征使其在材料承载过程中受到的载荷最大,从而导致破坏的进一步扩展。     

双向载荷下PVC涂层双轴向经编织物有限元分析

为更好了解涂层双轴向经编织物在双轴向拉伸载荷下开缝撕裂的受力情况,为材料性能评价及预测提供理论参考,利用有限元方法对涂层双轴向经编织物在双轴向拉伸载荷下的开缝撕裂现象进行受力分析与计算,特别对不同初始开缝长度及角度的撕裂进行计算模拟。得到模型各节点的应力值以及受力云图。分析结果表明：随着初始开缝长度的增加,开缝两端受到的最大等效应力值越大;无论开缝初始角度是多少,开缝的两端存在应力集中现象。这些规律与实际试验结果相吻合。     

胶乳分离机高速转鼓应力研究

鉴于碟式分离机转鼓缺乏应力计算的成熟方法,以胶乳分离机转鼓为对象,研究了静应力特性,建立了力学模型,分析了载荷与几何约束,构建了有限元模型,分析比较了关键件不同工况下的应力及分布,分析结果表明:转鼓整体应力水平分布不均匀性明显,转鼓体沉渣区、侧壁等位置局部应力水平很高,转鼓体最大应力的位置,与转鼓体实际裂纹失效发生部位相符。建模方法、分析结果对转鼓设计、强度评价、结构优化等具有借鉴价值。     

搅拌摩擦焊双轴肩搅拌针产热模型与温度场研究

为了探究双轴肩搅拌摩擦焊接工艺参数对焊接过程中产热的影响,实现工艺优化,在实际焊接过程中,课题组将焊接工艺中的焊接速度和搅拌针旋转速度引入模型,并综合考虑上、下轴肩和搅拌针在焊接稳定阶段与工件不同的接触模型,分析搅拌针的受力状况,建立了搅拌针受力模型;基于受力模型建立了轴肩和搅拌针的产热模型,对该模型进行数值模拟;通过数值模拟的数据与实测数据对比分析,修改工艺参数中的搅拌针旋转速度,分析工艺参数与产热的关系。结果表明:建立的双轴肩搅拌摩擦焊产热模型可以准确预测实际焊接过程中产生的温度;此外,在一定范围内增加搅拌针旋转速度,焊接产生的温度也随之增加并且在焊缝中心温度呈哑铃状分布。