空心圆管的径向承载力及吸能特性研究

为研究压头形状、尺寸及加载方式等因素对圆管截面塑性变形规律及吸能特性的影响,基于塑性铰坍塌模型,给出径向荷载与位移的理论表达式。分别采用平板和圆柱形压头对钢质圆管进行径向压缩试验,加载曲线及计算数据与理论预测的结果吻合较好。进一步对比分析结构主要变形模式、压头尺寸对承载力及吸能特性的影响,结果表明:两种压头作用下圆管的变形模式存在明显的差异;结构承载力、平均压溃荷载及比吸能与压头的直径成正比。     

轴类零件径向锻造压入量研究

径向锻造属于精密模锻,它是一种先进的塑性成形工艺,而径向压入量是径向锻造工艺的一个重要参数.本文针对径向锻造工艺的特点,以Abaqus有限元模拟软件为平台,建立了简化的径向锻造有限元模拟模型,并利用动力显式有限元法对径向锻造的过程进行了模拟,定量分析了径向压入量对坯料端面质量的影响.模拟结果表明,当径向压入量不同时,坯料呈现不同的变形特点,坯料端面呈现不同的缺陷.     

油管抗内压强度及爆破失效机理研究

利用水压试验机对油管进行爆破试验,检测在爆破过程中油管外壁的应变变化。运用弹塑性力学理论建立模拟油管爆破过程的有限元模型,得到油管外壁应变随内压变化的曲线,并与试验值对比,从而探索油管爆破的失效机理。结果表明,油管爆破过程中,壁厚较薄处首先产生较大的应变进而造成油管在此处爆裂。利用有限元法进一步分析发现,与管体椭圆度相比,壁厚不均度对油管抗内压强度影响较为显著。将有限元模拟与应变测试结合起来以提高有限元模拟的精度,对研究油管爆破失效机理、预测油管抗内压强度具有一定的参考价值。     

镍基合金油管加工工艺及质量控制研究

通过对镍基合金油管加工工艺的分析,从而提出在其质量控制中需要把握的重点问题.     

基于ANSYS-FLUENT的高精密液体静压径向轴承动静态特性研究

以液体静压轴承为支撑的电主轴是高精密数控机床的一个最为关键的组成部件。静压轴承润滑油膜的压力分布、刚度和温度场的分布直接影响数控机床的加工精度。基于液体静压技术理论,对轴承的流量、静压腔压力和刚度进行数值计算。基于ANSYS-FLUENT联合仿真平台,以液体静压径向轴承的润滑油膜为研究对象,对其压力场、流场和温度场分布等进行了静态和瞬态的研究,仿真结果与数值计算结果取得了很好的一致性。分析表明,静压腔内的润滑油的压力和温度分布不会因为主轴的转速变化而发生明显的变化,而周向封油边和轴向封油边是压力和温度变化的敏感位置。     

机械驱动径向锻机锤头运动特性研究

本文研究了机械驱动径向锻机锤头的运动特性。从理论和仿真分析两方面,研究分析了偏心轴的转速(输入量)与偏心轴的旋转角速度,滑块的运动特性及连杆与锤头的运动特性(输出量),周期性运动形式明显,呈现三角函数曲线形式。研究结果可为径向锻机选定设计参数提供理论指导。     

油管钢在模拟超临界CO2中耐蚀特性的研究

目的研究普通碳钢P110、3Cr、普通马氏体不锈钢13Cr和超级马氏体不锈钢HP2-13Cr钢在某油井超临界CO_2环境中的耐蚀特性。方法模拟该高温高压高含CO_2且含Cl–油井的腐蚀环境,采用高温高压反应釜对上述四种油管钢进行挂片实验,借助高精度天平、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线能谱(EDS)从平均腐蚀速率、清理腐蚀产物后试样的表观特征、腐蚀产物的表面形貌和化学成分及腐蚀机制方面分析其抗均匀腐蚀与抗点蚀特性。结果在CO_2分压达12 MPa,110℃,Cl–质量浓度为16 542 mg/L的典型环境,P110,3Cr油管钢的平均腐蚀速率分别为5.625,2.992 mm/a;13Cr为0.155 mm/a,有点蚀发生,HP2-13Cr则为0.003 mm/a,且为均匀腐蚀,HP2-13Cr能满足模拟腐蚀环境的使用要求。结论在上述超临界CO_2环境,碳钢P110与3Cr在基体表面不存在Cr的富集,耐蚀性差;马氏体不锈钢13Cr和超级马氏体不锈钢HP2-13Cr因基体表面能生成致密的钝化膜,则表现出相对优良的耐蚀性,但两者的合金元素Ni,Mo含量不同,造成了对两者抗均匀腐蚀与抗点蚀性能的显著差异。     

径向柱塞泵流量脉动调制及实验研究

柱塞泵输出流量波动对液压系统的工作稳定性及寿命有着重要影响。在分析径向柱塞泵和液压元件工作原理的基础上,通过研究节流阀开度调节对柱塞泵输出流量波动的影响规律,建立基于节流阀开度控制的径向柱塞泵流量脉动调制主动控制方法,并进行了仿真实验研究。结果表明,该方法能够有效抑制径向柱塞泵的流量波动。     

小尺寸T3/35CrMnSi钢异种材料惯性径向摩擦焊接头的特性

针对小尺寸异种金属材料惯性径向摩擦焊接存在的困难,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度和剪切强度等测试方法,研究小尺寸T3/35CrMnSi异种材料惯性径向摩擦焊接头的特征。结果表明:在接头过渡区出现塑性变形层、动态再结晶、元素扩散互溶,实现了界面的冶金结合;接头界面塑性变形层的厚度随着主轴转速、摩擦力、顶锻力的变化而变化;当厚度约为5μm时,界面结合质量最好;接头力学性能以及热影响区宽度的变化与塑性变形层、马氏体相变、材料物性有关;在主轴转速大于1800r/min、顶锻压力大于190MPa的情况下,接头不容易出现缺陷。     

TA2合金管材的织构和承载性能研究

采用轧制与拉拔相结合和轧制两种方法制备TA2管材,并对其进行退火处理。研究TA2合金管材的组织结构、变形织构、力学性能和工艺性能。结果表明,两种成型方式都会形成径向织构和轴向织构共存的组织结构,退火能够使拉拔管件径向织构加强,提高管材的力学性能。     

滑动轴承半径间隙对转子系统振动特性影响研究

建立考虑半径间隙的轴承-转子系统动力学模型,基于有限差分法并运用超松弛迭代法求解Reynolds方程得到油膜压力分布。计算不同半径间隙和载荷下滑动轴承的油膜特性,得出各静动特性系数、最大油膜压力和最小油膜厚度的变化曲线。在不同半径间隙下对轴承-转子系统进行动力学分析,得到转子系统轴心轨迹、时域响应和频域响应。结果表明：调整轴承半径间隙可以有效减小转子系统因不平衡而产生的振动,降低转子系统的不平衡敏感度,为维持轴承-转子系统在不同工作状态下的稳定提供参考。     

阶梯轴承承载设计计算新方法

直接用流量方程对阶梯轴承承载能力进行设计计算,并与雷诺方程进行比较,推导严谨,简单实用。     

民机疲劳试验载荷谱简化研究与验证北大核心

在常规试验技术下,民用飞机全机疲劳试验周期过长,不仅费用高,更影响到适航取证和服役使用,开展载荷谱简化研究可有效加速疲劳试验。结合细节疲劳额定值(DFR)法和线性损伤累积理论,建立以损伤比门限值为折算依据的载荷谱等损伤折算方法。选用螺接和铆接的两种试验件进行试验验证,将原谱分别折算简化为五级谱和三级谱,折算后循环次数减少了约98%,且疲劳寿命结果符合工程要求,证明了该载荷谱折算方法的正确性和有效性。     

永磁轴承承载能力的数值分析及稳定性研究

在分析一类高速永磁轴承工作原理的基础上,根据磁库仑定律建立其轴颈轴承承载力模型。并据此分析出轴承承载力与偏心距及剩磁强度间的关系,由此提出一种提高轴承承载能力的途径。同时考虑因转子质心与几何中心的偏移而造成转动时产生的离心力,分析了高速运转下转子的运动稳定性问题。此举为高速永磁转子一轴承系统的维修与制造奠定了一个良好的基础。     

基于ANSYS的多孔质静压轴承径向特性数值模拟

文章提出了一种基于ANSYS Workbench 14．5平台的多孔质静压轴承径向特性数值模拟方法。首先采用FLUENT模块完成多孔介质和气膜间隙区域的流场分析,得到流体域的压力分布;然后利用Static Structure模块将流体域的计算结果耦合到主轴转子上进行静力分析,得到主轴转子的应变,并且对主轴转子的强度进行了校核;接着对主轴转子表面分布的应力进行积分,得到多孔质静压轴承的承载力,进而通过逐差法得到径向刚度;最后确定了多孔质静压轴承在不同承载条件下获得最佳刚度的气膜间隙范围。     

滚动轴承预紧力对其转子系统特性影响的理论及试验研究

为了改善滚动轴承-高速电主轴系统特性分析中对轴承只取其刚度和阻尼元素参与计算的情况,引入滚动轴承预紧力参数,建立用于轴承转子系统特性分析的滚动轴承预紧力约束方程,从理论上计算预紧力对系统刚度、临界转速和轴承性能的影响.以角接触球轴承-高速(60 000 r/min)电主轴系统为对象,设计一种预紧力测量方法,通过实验研究轴承预紧力对轴承转子系统的影响,结果表明测量结果与理论计算基本一致.     

含圆锥形腐蚀坑油管的剩余强度研究

采用理论分析和实物评价试验相结合的方法,研究了含圆锥形腐蚀坑油管的剩余强度。结果表明:腐蚀坑深度对油管的抗内压失效性能影响最大,对抗外压挤毁性能的影响次之,对抗拉性能的影响最小;采用腐蚀坑均匀排布法能较好地预测含圆锥形腐蚀坑油管的剩余强度。     

大直径桩承载力桩顶加载自锚式测试方法研究

对于大直径桩,工程上常常因为无法提供足够的反力而力图回避静载试验或仅做模拟试验.自平衡试桩法在一定程度上解决了上述问题,但由于试桩施工质量、工作机制以及加载系统故障风险大等原因,导致该方法的应用在我国尚存争议.本文改进自平衡试桩法,针对大直径桩竖向承载力,提出了一种新型测试方法,即桩顶加载自锚式测试方法.     

圆柱及环面蜗杆传动副承载能力分析与试验

针对某工程机械的实际运行工况和设计参数要求,建立蜗杆传动副优化设计目标函数及工况约束。设计并优化圆柱蜗杆传动副和环面蜗杆传动副,分析2类蜗杆传动副在工作载荷和静态自锁载荷下的齿面接触特性;研制对应2种类型蜗杆副传动样机,搭建传动副样机性能测试试验台,开展传动副的负荷运转试验并对比考察齿面磨损情况。结果表明：在相同的设计参数、加载方法和加载载荷下,环面蜗杆副相较于圆柱蜗杆副,同时接触齿对较多,齿面等效应力和等效应变较小,齿面磨损较轻,承载能力更高。