一种用于航空发动机热端部件三维裂纹行为分析的数值方法

裂纹在航空发动机热端部件服役过程中不可避免,裂纹行为的准确预测对于服役安全和寿命管理具有重要意义,针对热端部件上三维裂纹行为特征的研究有着巨大需求。面向航空发动机热端部件结构,对复杂几何和应力状态下的三维裂纹的理论从数值应用方面进行了系统总结,并对数值分析中应用的关键技术进行了研究。通过对各型裂纹应力强度因子分量的求解,并选择恰当的裂纹扩展方向准则,实现了复杂的三维复合型裂纹行为的模拟。裂纹尖端单元类型的选取将会影响计算结果的精度,通过对奇异性单元特征尺寸的控制保证了三维裂纹参量求解的准确性。为了获取模拟过程中裂纹前沿曲线的演化,应用"逐个点"的节点增量法作为更新策略重构裂纹前沿,同时裂纹尖端的三层单元环结构的使用保证了网格的稳定更新。通过对比表面裂纹的解析法和数值计算结果,验证了该方法对裂纹驱动力参量的求解精度。最后以高压涡轮叶片为实例,通过数值模拟计算得到了涡轮叶片不同位置裂纹扩展的规律。     

在役门座式起重机结构强度有限元分析方法

采用有限元分析软件MSC．PATRAN／NASTRAN对一在役门座式起重机建立整体结构计算分析有限元模型,模型中考虑了腐蚀对结构的影响,进行了两种危险工况下的应力计算,并给出结构中应力值较大的几个典型位置作为应力测试位置,进行应力现场测试。通过将有限元计算结果与实测应力结果进行比较,验证了有限元计算结果的可靠性,为在役门座式起重机的有限元强度分析提供了可行的参考方法。     

铸造起重机金属结构疲劳裂纹扩展分析

针对铸造起重机服役过程中金属结构安全性问题,提出从疲劳破坏的角度分析其裂纹扩展情况。以铸造起重机金属结构为研究对象,调研分析铸造起重机的工艺流程,结合金属结构理论和雨流计数法,得到一年内主梁危险点的两参数二维应力谱,根据线弹性断裂力学,应用Paris公式对裂纹扩展情况进行预测,根据疲劳裂纹扩展尺寸进行预测相对应的疲劳剩余寿命。以此为基础,通过Msc.Fatigue仿真软件模拟裂纹扩展增长趋势,从而预测焊接箱形梁结构的疲劳剩余寿命。以100/40t-28.5m四梁偏轨铸造起重机焊接箱形梁结构为例,其理论计算结果与仿真结果的相对误差为1.44%。结果表明:通过理论与仿真相结合的方式可较为准确的分析疲劳裂纹扩展情形,确保了疲劳剩余寿命计算结果的精确性。     

实腹式臂架裂纹失效及扩展仿真分析

以有限元分析软件Ansys为平台,利用单元生死技术及子模型技术对流动式起重机实腹式臂架上已存裂纹缺陷及扩展断裂进行仿真分析。通过对臂架上典型位置的穿透、表面以及内部裂纹仿真分析发现,采用子模型技术对臂架上已存裂纹进行仿真分析将大大地提高计算效率,且对裂纹缺陷采用实时建立较单元生死处理更全面、更真实地还原裂纹尖端的应力分布状态。通过对裂纹缺陷子模型采用单元生死技术动态仿真重现臂架裂纹在循环载荷作用下逐渐扩展至断裂失效,最终形成扩展失效路径。该分析为在役实腹式臂架类结构安全可靠性评估提供了思路,对实际工程应用具有一定借鉴作用。     

基于光纤光栅应变传感系统的在役港口起重机结构健康监测

港口起重机工作环境恶劣、使用频繁,且服役周期长,其金属结构随着服役时间的增长必然会出现不同程度的损伤。为了掌握在役港口起重机运行时的健康状态,研究了基于光纤光栅应变传感系统的在役港口起重机健康监测。采用具有温度补偿功能的反射式光纤光栅传感系统对港口起重机几种典型工况(变幅、旋转、吊重和卸载完整过程等)进行了实时在线监测。现场实测结果验证了该方法的可行性并突出了港口起重机结构状态检测的必要性,现场实测结果也为港口起重机的在线安全诊断和预测提供了数据支撑。     

基于BS EN1993-1-9:2005的岸边集装箱起重机大车平衡梁疲劳寿命评估

针对在役岸边集装箱起重机大车平衡梁出现裂纹的现象,根据欧洲规范BS EN 1993-1-9:2005进行结构疲劳寿命分析。介绍了疲劳寿命分析步骤,并根据大车平衡梁受力特点及裂纹位置,确定应力计算方法及相关系数。以3台岸边集装箱起重机的实船测试数据进行疲劳寿命评估。从而为岸边集装箱起重机大车结构抗疲劳设计提供参考。     

基于BS EN1993-1-9:2005的岸边集装箱起重机大车平衡梁疲劳寿命评估

针对在役岸边集装箱起重机大车平衡梁出现裂纹的现象,根据欧洲规范BS EN 1993-1-9:2005进行结构疲劳寿命分析。介绍了疲劳寿命分析步骤,并根据大车平衡梁受力特点及裂纹位置,确定应力计算方法及相关系数。以3台岸边集装箱起重机的实船测试数据进行疲劳寿命评估。从而为岸边集装箱起重机大车结构抗疲劳设计提供参考。     

铸造起重机金属结构的疲劳评定方法研究

铸造起重机金属结构的疲劳裂纹源主要位于构造形状突变区域的焊趾部位,裂纹从焊趾处萌生并扩展,因此必须引入局部应力概念对其进行疲劳评定。针对某在役铸造起重机金属结构,分别采用基于中值主S-N曲线的等效结构应力法和基于等效结构应力强度因子的断裂力学法,估算了端梁结构4条主焊缝危险点的疲劳寿命。结合铸造起重机实测裂纹数据进行了反推计算,获得了等效结构应力法的适用S-N曲线和断裂力学法的适用初始裂纹表面长度。研究表明,常规参数的等效结构应力法和断裂力学法是一般焊接结构疲劳评定的有效方法,但针对焊缝质量有特殊要求的重要焊接结构,必须采用合理的参数才能获得较准确的估算结果。     

应用改进的虚拟裂纹闭合方法求解三维裂纹应力强度因子

基于有限元计算结果计算结构的能量释放率,利用能量释放率来计算结构的应力强度因子。本文对现有的虚拟裂纹闭合方法作了改进,即应用本文改进的虚拟裂纹闭合方法求解三维裂纹体应力强度因子时,裂纹前缘的裂纹面可以是任意形状,且裂纹前缘的有限元单元宽度可以不等。文中以三维表面裂纹为例,应用改进的虚拟裂纹闭合方法计算了该结构的应力强度因子,同时讨论了裂纹前缘有限单元宽度对应力强度因子的影响。     

箱形主梁开口处裂纹有限元分析与处理

为了解决箱形主梁开口处裂纹的问题,以260t铸造起重机为研究对象,采用有限元分析软件进行计算。对于结构比较复杂的起重机,建立粗糙单元整体模型,针对应力集中部位细分网格。通过比较小车停在不同位置时,开口镶边前后的应力变化情况,证明此方法能减小集中应力,消除裂纹。     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

磨粉机快辊轴承座加工工艺设计

设计了磨粉机快辊轴承座的加工工艺和具体的工装夹具.利用卧式加工中心加工磨粉机快辊轴承座,辅以能够高效快速夹紧的夹具,既可以保证加工精度,又能够提高加工效率.     

一种涡旋压缩机径向随变机构的设计

详细介绍了运用随变原理设计的一种新型径向密封机构的结构特点,工作原理及主要参数的确定方法,该机构可补偿由于涡旋体加工精度不高而造成的功率损失,适用于涡旋压缩机的批量生产。     

Specific features of operation of electrostatic microgenerators of energy

Specific features of operation of one- and two-capacitor microelectromechanical converters (MEMC) of energy of mechanical microscopic vibrations into electric energy with a modulated electrode-gap magnitude and with allowance for the mutual influence of electrical and elastic forces are analyzed, and the characteristics of these two devices are compared. The main factors restricting the increase in MEMC power are demonstrated to be the effects of “collapsing” and the condition of conservation of positive rigidity of the system. Expressions for estimating the limiting MEMC parameters are derived. The possibility of electrical energy generation in the presence of “real“ sources of wide-spectrum microscopic vibrations is considered.     

我校工业设计教育改革初探

针对目前市场对工业设计人才的需求,本文论述了我校在工业设计教育方面的改革措施,着重介绍了我校工业设计教育在软件和硬件方面所进行的一系列的改革。     

某型号飞机起落架支柱减振筒内壁腐蚀原因分析

飞机起落架减振支柱在飞机起落和滑跑时,吸收撞击能量,对飞机安全起降的意义重大.减振筒是减振支柱中的重要部件,本文从工艺流程、理化分析、外场使用和腐蚀机理分析等方面,对减振支柱减振筒内壁的腐蚀原因及危害进行了综合分析,并提出了相应措施.     

两种仪表功能合理性评述

本文以某些积算和双笔记录仪产品为例说明由于仪表功能设计的不合理或选型不当，影响了仪表的正常使用，制造厂和用户应关注这类问题。