干式螺杆真空泵转子温度场的有限元分析

利用有限元建立了计算干式螺杆真空泵转子温度场的数值方法，考虑了热传导及转子表面与工作介质的对流换热因素对温度场的影响，采用相似准则方程一迪特斯一玻尔特（Dittus-Boelter）公式计算了对流换热系数。计算结果表明：转子温度场由进气端至排气端近似为线性增长，排气端温度约为120℃。随着转子转速降低，排气端温度迅速降低，当转速在2000r／min以下时，转子由进气端至排气端的温度变化在30℃以下。实验结果验证了上述结论，误差在15％以内。本文的研究工作不仅提供了干式螺杆真空泵转子的温度分布，也为进一步研究转子的热变形，合理确定泵腔内各密封间隙提供了理论与实验依据。     

挤出机螺杆的性能评价和设计

挤出机螺杆的作用是使胶料随螺杆旋转运动逐渐变为直线运动,向机头方向推移,并与机身相配合,实现压缩生热、软化搅拌,混合胶料等。文章结合实际,分析了螺杆性能的评价指标等,在此基础上,阐述了挤出机螺杆的设计要领,供大家参考。     

螺杆计量装置计量精度的探讨

对常用的螺杆式计量装置的计量精度进行了探讨,给出了下料嘴的设计公式,试验验证,按照这种设计方法可以保证对物料的计量精度.     

电磁动态塑化挤出机螺杆振动系统聚合物阻尼分析

对聚合物电磁动态塑化挤出机螺杆轴向振动系统,根据牛顿型粘性流体的剪切理论,确定了聚合物熔体的阻尼系统.为振动系统的求解以及实验测定提供了理论依据,同时为挤出机螺杆的机筒的优化设计奠定了基础.     

日本三菱2500MMⅢ注塑机的螺杆料筒设计

本文介绍了日本三菱注塑机螺杆料筒改造的目的与方案，并提出螺杆料筒设计的具体参数，经实际应用，在到了设计要求和设计效果。     

螺杆桩机钻杆断裂形式及原因分析

介绍螺杆桩机钻具的主要组成部分,通过螺杆桩钻具在实际生产中出现的几种失效现象,针对钻杆主要失效形式经过计算及现场考察逐个列举并分析原因,对失效原因提出解决方案。     

液晶电视包装件有限元分析及优化设计

目的将有限元分析技术应用于液晶电视包装件的抗压、抗振性能分析和优化设计中。方法应用Ansys Workbench分析软件,建立液晶电视、缓冲衬垫和瓦楞纸箱的有限元模型。模拟包装件在物流运输和仓库堆码时,包装件受压时的变形受力情况,以及运输过程中的振动情况。以包装件的质量、固有频率及最大变形量为目标函数对液晶电视缓冲衬垫进行多目标优化设计。结果经过静压分析,液晶电视缓冲衬垫最大变形量为0.362 mm,包装件所受最大应力为70 339 Pa;经过模态分析,包装件的一阶固有频率为7.7471 Hz。经过优化分析,缓冲衬垫高度和顶部凹槽深度的最佳设计点分别为200.83,19.34mm,与原始设计值相比,包装件各项性能得到了显著提升。结论通过对液晶电视仿真分析和优化设计,可以对缓冲衬垫结构尺寸进行改进,降低了产品破损率同时节约材料。     

基于SolidWorks的托盘结构有限元分析及优化设计

托盘结构设计一直采用经验设计方法,其结构的合理性有待研究。通过SolidWorks对托盘进行了建模和参数化设计,并运用其集成的Simulation仿真分析功能对所建立的模型进行了有限元分析。通过与托盘试验原型测试对比,验证了分析的正确性和有效性。最后通过SolidWorks的优化功能对托盘模型进行了优化设计,得到了以安全系数为约束条件的托盘上连板的最优厚度。该方法可行、有效,为托盘结构分析和优化设计提供了一条新的思路。     

螺杆钻具常见失效形式及原因分析

螺杆钻具是目前油气田钻井工程中经常使用的井下动力钻具,是一种把液体的压力能转换为机械能的能量转换装置,由旁通阀、马达、万向轴、传动轴等部分组成.螺杆钻具的使用寿命对于进一步提高油气田定向井、水平井等特殊工艺井钻井施工速度非常重要,而且直接影响钻井工程成本.在螺杆钻具自身设计制造质最决定其起使用寿命的同时,现场操作使用不当往往导致其提前损坏失效.本文通过对螺杆钻具常见失效形式及原因的分析,提出改进螺杆钻具使用方式、延长工作时间的意见和建议.     

Finite element analysis of membrane wrinkling

New results are presented for the finite element analysis of wrinkling in curved elastic membranes under‐going large deformation. Concise continuum level governing equations are derived in which singularities are eliminated. A simple and efficient algorithm with robust convergence properties is established to find the real strain and stress of the wrinkled membrane for Hookean materials. The continuum theory is implemented into a finite element code. Explicit formulas for the internal forces and the tangent stiffness matrix are derived. Numerical examples are presented that demonstrate the effectiveness of the new theory for predicting wrinkling in membranes undergoing large deformation. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

移动式架车机伸缩托头-托架接触的有限元分析

采用基于接触对的非线性接触分析处理接触问题时,其分析结果更接近工程应用实际,但计算成本比较高且存在不收敛的情况。而自由度节点耦合分析不但能降低计算成本,而且能够保证一定精度。为了探究在一定误差范围内选用自由度节点耦合分析来替代基于接触对的非线性接触分析的可行性,以举升重量为15 t的移动式架车机为研究对象,在ANSYS软件中建立伸缩托头-托架的接触模型与节点耦合模型,在举升高度最大且伸缩托头完全伸出的工况下进行有限元分析,考虑接触刚度系数与摩擦因数对有限元分析结果的影响,分析了2种模型各接触区域等效应力的区别。通过比较2种模型的有限元分析结果可知,2种模型各接触区域的等效应力值存在一定的相对误差,且接触区域内2个接触面的相对滑动程度决定了接触分析的精度。对于精度要求不高的机械结构,可以考虑用自由度节点耦合分析来替代基于接触对的非线性接触分析。     

钢煤斗结构的有限元分析

通过对一个钢筋混凝土和钢煤斗的混和结构进行有限元分析,参照结构的实际破坏特征,找出破坏的原因,提出对该类结构设计有益的结论。采用了两种有限元软件,将分析结果进行了比较。讨论在兼顾准确和简洁的前提下如何建模和分析。同时也比较了几种建模方法的优劣,提出对有限元分析有参考价值的建议。     

空调缓冲衬垫有限元分析及优化设计

目的将有限元分析技术运用于空调包装件的静态堆码和跌落冲击性能分析和优化设计中。方法运用有限元分析软件,建立空调、缓冲衬垫的有限元模型。模拟包装件在静态和动态下的变形受力状况。以衬垫体积最小为目标函数,以衬垫及空调的最大应力值和变形值控制在许用值范围内为边界条件,对缓冲包装衬垫长光面省料槽的开槽宽度和长度进行尺寸优化。结果经过静压分析,缓冲衬垫变形量的最大值达到0.97mm,包装件受到的静应力最大值为1.56MPa;经过跌落分析,空调的最大加速度为493 m/s²,空调外壳受到的最大静应力达到2.3 MPa;衬垫最大应力为1.12 MPa,衬垫应变为0.6%;经过优化分析,省料槽宽度约为26 mm,长度约为141 mm,分析表明衬垫设计满足缓冲防护要求。结论通过仿真分析和优化设计,可以对缓冲衬垫结构尺寸进行改进,在节约材料的同时能有效保护内装产品,可满足运输包装轻量化设计需求。     

基于SolidWorks Simulation的受力弯管有限元分析

针对大口径热量表检测装置检测DN50 mm、DN65 mm、DN80 mm的热量表时,在入水口弯管处出现管道局部翘起现象,采用solidworks实现受力弯管的三维建模,在simulation有限元仿真环境下,对不同结构的受力弯管进行变形位移、应力、应变分析,为弯管的设计研究、安装调试提供参考。     

磷酸二氢钾(KDP)晶体纳米压痕过程的有限元分析

为了求得KDP晶体的应力-应变曲线以及材料的屈服应力,基于圣维南定理和实验得到的材料性能参数建立了KDP晶体的压痕过程仿真模型,利用ABAQUS有限元分析软件对KDP晶体压痕过程进行了有限元仿真,得到了KDP晶体的载荷-位移曲线和加/卸载过程中的等效应力变化规律.仿真结果表明:加载过程中最大应力集中在压头尖角处,卸载后最大应力分布在压头棱边所留下的压痕处,KDP晶体材料的屈服应力为120MPa.     

轴流散热风机共振失效分析与优化设计

为研究某磁悬浮列车辅助变流器的轴流散热风机的失效问题,提出了一种基于现场测试、有限元仿真与代理模型的失效分析与优化设计方法.首先,通过振动路谱测试与模态仿真分析剖析了轴流散热风机的失效机理,确定了由安装结构刚度不足和转速下降引发的局部共振为风机失效的根本原因.然后,基于模态分析结果,设计了轴流散热风机安装网斜向筋局部加...     

双扭杆双横臂独立悬架结构件有限元分析与关联式结构优化

基于双扭杆双横臂独立悬架的实体建模之上建立其有限元模型,对各零部件之间的连接关系进行模拟,并对悬架结构件进行有限元受力分析,得到了引起车架纵梁产生开裂的原因．对双扭杆双横臂独立悬架进行了关联式结构优化,结果表明,对关联式结构优化后,克服了纵梁开裂的问题并在后续实车上得到了应用,对工程实践有一定的实用价值．     

Finite element analysis of substation composite insulators

Composite insulators are rapidly replacing their porcelain counterparts in electrical substation applications. These insulators consist of a glass-reinforced polymer (GRP) rod, with two metal end fittings radially crimped onto the ends of the rod during assembly. In this paper, axisymmetric finite element models are developed to evaluate the mechanical performance of composite insulators under externally applied axial compression. The analyses are performed by assuming both a perfectly bonded interface between the composite rod and the end fittings, and an imperfect interface which permits large relative sliding with Coulomb friction. Results indicate that the perfect interface model is unrealistic since it predicts singular stresses at the interface comer and an overall linear structural response. On the other hand, the imperfect interface model is found to simulate accurately the structural non-linearity caused by relative sliding of the GRP rod within the end fittings. The imperfect interface model has therefore been used to evaluate the effects of interface friction, and the extent of crimping, on the maximum load-bearing capacity of substation composite insulators.     

Generalized Timoshenko modelling of composite beam structures: sensitivity analysis and optimal design

This article describes a new approach to design the cross-section layer orientations of composite laminated beam structures. The beams are modelled with realistic cross-sectional geometry and material properties instead of a simplified model. The VABS (the variational asymptotic beam section analysis) methodology is used to compute the cross-sectional model for a generalized Timoshenko model, which was embedded in the finite element solver FEAP. Optimal design is performed with respect to the layers’ orientation. The design sensitivity analysis is analytically formulated and implemented. The direct differentiation method is used to evaluate the response sensitivities with respect to the design variables. Thus, the design sensitivities of the Timoshenko stiffness computed by VABS methodology are imbedded into the modified VABS program and linked to the beam finite element solver. The modified method of feasible directions and sequential quadratic programming algorithms are used to seek the optimal continuous solution of a set of numerical examples. The buckling load associated with the twist–bend instability of cantilever composite beams, which may have several cross-section geometries, is improved in the optimization procedure.