弹性隔套轴向受压仿真与参数优化研究

针对弹性隔套结构优化设计问题,对弹性隔套进行了有限元仿真与压缩实验,对在轴向受压过程中弹性隔套轴向力-压缩量特性曲线及性能进行了研究,提出了一种基于组合优化软件Isight的隔套设计方法.通过建立正交试验组,分析了弹性隔套的结构参数对弹性隔套特性曲线斜率和最大mises应力的影响,并构造了弹性隔套特性曲线斜率和最大mi...     

压痕标定法中弹塑性边界位置影响因素的研究

在压痕标定法中，实验所得应变量应避免局部接触区域塑性变形的影响，因此利用理论分析方法和有限元分析的方法研究在局部载荷下影响弹塑性边界位置的各种因素。结果表明：在弹塑性变形过程中，弹塑性边界大小与压痕大小、载荷、试件材料特性等内在的关系可由数学公式来描述；弹塑性．边界大小与试件内应力之间的关系可由有限元分析得到的曲线来描述。     

带式输送机胀套联接结构的强度分析

建立了带式输送机传动滚筒用Z9型胀套联接结构的力学模型,分别应用弹性力学理论和有限元分析方法对Z9型胀套联接各部分结构进行强度分析计算,将理论数据与Workbench的有限元分析结果进行比较,为带式输送机传动滚筒中胀套的设计、选用和校核提供了依据。     

MW级风力发电机组主轴胀套连接的结构强度分析

建立了MW级风力发电机组主轴胀套连接模型,分别应用弹性力学理论与有限元分析方法,对胀套连接在极限工况下进行了强度分析.并对结果进行了对比分析,指出利用经典弹性力学设计和分析胀套连接的局限性,提出有限元分析更为准确.为风力发电机组主轴胀套连接的结构强度分析提供了一个更为准确的分析思路,具有一定的工程实用意义.     

球与平面弹塑性接触的计算分析

针对大载荷条件下球与平面接触时存在的塑性变形,以弹性接触理论和弹塑性力学为基础,采用"有限应力分布"假设建立了球与平面弹塑性接触时接触载荷的解析关系式,但是该式中与接触变形和接触半径有关的函数k及接触半径无法直接得到,因而采用有限元分析方法对其进行求解,最终获得了球与平面弹塑性接触时接触载荷与接触变形间的计算关系式。     

机油盘冲压过程截面的有限元模拟与实验验证

板料冲压过程的模具设计是一个费时费力的过程。采用有限元可以降低设计费用 ,缩短设计周期。本文采用有限元软件 MARC基于拉格朗日的弹塑性本构方程建立了一个有限元模型来分析机油盘的成形过程。模拟中考虑板料的厚向异性 ,接触面间的摩擦约束采用库仑摩擦模型。模具看作刚体 ,板料作为变形体。模拟和实验结果的比较表明模拟的壁厚变薄分布与测量结果吻合得很好 ,因而理论模拟的结果可用于真实情况的预测     

SR型液压安全联轴器联接套应力分析

针对SR液压安全联轴器内套中间套配合应力和接触应力分析,运用弹塑性力学中的短厚壁圆筒弯曲理论和厚壁圆筒公式,分析在高压油作用下联轴器内套与中间套配合后的应力,利用理论知识计算结果与有限元处理结果进行比对,得出二者相对误差在3%~10%许用范围内,验证了所用有限元分析方法的合理与正确性,并分析出联接套配合安装的优越性。     

基于ANSYS渐开线花键冷搓成形全过程的数值模拟

依据大变形弹塑性有限元理论和接触理论，综合考虑成形中的几何非线性、状态非线性、材料非线性以及工件与刀具的接触摩擦因素，借助有限元软件ANSYS对渐开线花键冷搓成形的过程进行数值模拟，方法新颖独特，其应用将对刀具的设计有参考作用。     

考虑误差、轴变形和轴承刚度的弧齿锥齿轮LTCA

加工误差、安装误差、轴变形及轴承刚度会对弧齿锥齿轮的接触轨迹及传递误差曲线产生影响,基于加载接触有限元分析原理,给出考虑加工误差、安装误差、轴变形及轴承刚度的弧齿锥齿轮有限元加载接触分析方法,以一对准双曲面齿轮为对象,研究在考虑上述条件下接触轨迹的变化及传递误差曲线的变化情况,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种有效设计与分析方法。     

机车轮对压装过程弹塑性模拟

过盈联接存在应力集中，应力集中对联接的可靠性和配合零件的疲劳寿命有着直接的影响，因此，为了保证联接的可靠性和配合零件的疲劳寿命，在设计与制造中必须尽可能地考虑各种因素的影响。用有限元方法对机车轮对压装过程进行了弹性和弹塑性有限元模拟，有限元分析结果表明，弹塑性模拟分析比弹性模拟更加真实，不但能够模拟车轮与车轴中的应力分布，反映轮毂间的接触边缘应力集中等，而且能够比较准确地计算出轮对的塑性变形及其影响，因此，弹塑性有限元分析对安全性要求很高的机车轮对过盈配合的设计和制造就更有指导意义。     

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。     

Plastic buckling of a cylindrical shell in pure bending

An approximate analysis is presented of the bifurcation of an elastic-plastic circular cylindrical shell subjected to pure bending. The method of analysis is an extension into the plastic range of an earlier analysis[8]; a relatively simple solution is obtained by making various approximating assumptions, and by a judicious choice of the eigenmode. The results show that the critical outer fibre stress is up to about 35% greater than the critical stress of an axially compressed cylinder, using J₂ flow theory, in contrast to the elastic or elastic-plastic (deformation theory) cases, where these two stresses are practically equal.     

Inclusion of elastic deformation in rigid-plastic finite element analysis

A rigid-plastic finite element method combined with the effect of elastic deformation is proposed. In the present method, elastically and elastic-plastically deforming elements are mixed with rigid-plastically deforming elements in the deforming material. In this formulation based on an implicit scheme, the nodal forces for the rigid-plastic elements are equilibrated with those for the elastic and elastic-plastic elements at the end of each deformation step. The nodal forces for the elastic and elastic-plastic elements are derived by considering the effect of rigid-body rotation during deformation increment. The elastic-plastic element is transformed into the rigid-plastic one during the loading when the elastic strain increment is small. The reverse transformation is carried out in the unloading. This leads to a comparatively small computing time and the improvement of the calculated results. Plane-strain bending of a plate with a round punch is simulated by the present method under a mixed condition of elastic, elastic-plastic and rigid-plastic elements in the plate. Deformation behaviour in early stages of bending is successfully calculated. The calculated amounts of springback are in reasonable agreement with the experimental ones for aluminium plates because the stress distribution in the elastic regions without achieving yielding around the edges of the plate is taken into consideration.     

压电陶瓷驱动器弹性套筒的研究

针对未封装的压电陶瓷驱动器不能承受剪切力、使用时极易损坏,封装的压电陶瓷驱动器价格昂贵等问题,研制了一种弹性套筒作为未封装压电陶瓷驱动器的保护装置。根据弹性力学原理,对圆柱体套筒进行局部切割,形成弹性元件,产生弹性变形。改变弹性套筒的结构参数,可以优化其设计。建立了弹性套筒的驱动力模型。进行了加装弹性套筒的压电陶瓷驱动器位移特性实验,实验结果表明,该装置不影响压电陶瓷驱动器的使用性能,可以保护驱动器,而且加工简单,具有很好的实用价值。     

缺口圆棒低温断裂的局部法研究

对A508-Ⅲ钢两种缺口尺寸的缺口圆棒拉伸试样进行有限元数值模拟分析及低温断裂试验研究,研究结果表明,对于低温下脆断的缺口圆棒试样(断口呈解理断裂),起裂并非发生于弹性应力分布最大的缺口根部,而是在离开缺口根部有一定距离处,断裂时构件内部应力已非线弹性分布,而为弹塑性分布,采用基于线弹性有限元分析的应力场很难解释试验现象,而基于弹塑性有限元分析的应力场则能较好解释试验结果。基于解理断裂局部法理论,采用数值模拟方法预测不同缺口半径的缺口圆棒试样的解理断裂概率－载荷曲线,提出44%的解理断裂概率所对应的预测载荷值与实际的平均解理断裂载荷值基本相等,在此基础上预测不同缺口半径的解理断裂载荷随缺口半径变化的趋势,并得到试验验证。     

Finite deformation of a fully fixed beam comprised of a non-linear material

The structural behaviour at finite deformation of a mild steel beam of rectangular cross-section, fully encastré at both ends and subjected to a concentrated load at mid-span, is examined in this paper. The axial tension, induced in the beam by virtue of its change in geometric configuration, gives rise to a load-carrying capacity of the beam in excess of that predicted by first-order flexural theory. Existing methods of analysis, assuming the beam to be composed solely of a linear elastic or a pure plastic material, are reviewed and an analysis is proposed for a beam composed of an elastic-plastic material. Experimental results are compared with theoretical predictions and the proposed elastic-plastic analysis is seen to give the most realistic prediction of the overall behaviour of the beam.     

Rolling resistance of a rigid cylinder on an elastic-plastic surface

The resistance to rolling of elastic-plastic solids is primarily due to deformation losses within the solids. The elastic hysteresis theory of Tabor,¹ the elastic-plastic theory of Merwin and Johnson² and the recent rigid-plastic theory of Collins³ are compared and their respective ranges of application are discussed.     

锥面弹性衬套无键联接承载能力及压入力的计算

针对锥面弹性衬套无键联接传动的特点，进行了受力分析和承载能力计算。根据结合面的压强计算了压入衬套所需的最小压入力，并依此确定紧固螺钉的数量，以确保压牢衬套，满足传递扭矩的需要。     

滑套定位器有限元结构分析与试验

拖动式无限级滑套分段压裂技术成功解决了常规滑套分段压裂工具后续储层改造困难的技术难题,为中石化打造上游长板技术提供了有力支撑。滑套定位器作为无限级拖动压裂管柱的重要结构,用于对预置滑套的精确定位。以5-1/2″液压式平衡滑套压裂施工为例,根据滑套定位器上提和下放载荷设计要求,确定了弹性爪割缝数量、割缝长度、割缝宽度和凸台角度等重要结构尺寸,建立了滑套定位器三维模型。基于ANSYS Workbench软件平台,进行弹性爪与滑套本体间的动态接触分析,计算得到上提和下放载荷分别为2.4t和1.4t,此外,通过搭建滑套定位器试验装置,完成滑套定位器力学性能试验,验证了有限元分析结果的正确性,满足通过载荷变化判断工具在井内位置的现场要求。     

新的粗糙表面弹塑性接触模型

提出一种新型的粗糙表面弹塑性微观接触模型.该模型的建立基于接触力学理论和接触微凸体由弹性变形向弹塑性变形及最终向完全塑性变形的转化皆是连续和光滑的假设.研究单个微凸体在载荷逐渐增加时的变形规律,并重点推出弹塑性变形区间的接触方程.在此基础上应用概率统计理论导出了粗糙表面的接触载荷、平均分离和实际接触面积之间的数学关系式.在不同的塑性指数和载荷条件下,该模型与GW弹性模型和CEB弹塑性模型就实际接触面积和法向距离的预测结果进行了对比.结果表明,在同样塑性指数和载荷条件下比GW模型预测的实际接触面积大但法向距离小,且两者的差距随塑性指数和载荷的增加而增大.因此该模型的预测结果更加符合人们的试验观察和直觉,能够更加科学和合理地描述两个粗糙表面的微观和宏观接触状态.