转炉倾动机构扭力杆的有限元分析

应用UG三维仿真程序中scenario有限元分析模块对转炉倾动机构缓冲装置的扭力杆进行了理论研究,分析了扭力杆受力状况及应力分布状态,探讨了其结构力学特性,为扭力杆的设计和使用提供了理论依据。     

转炉倾动装置扭力杆结构的优化设计

扭力杆是全悬挂转炉倾动装置中的关键设备,其原理是利用扭力杆本体的扭转弹性变形来平衡转炉转动工作时的倾动力矩,确保了整个倾动装置的安全、平稳、长寿地运行。转炉倾动装置扭力杆在实际选用时,如果选用不当或设计不合理,会对倾动自身设备带来损伤,若扭力杆若刚度太大,反向的冲击力对倾动齿轮损害较大,如齿形断裂,大大减少齿轮箱的使用寿命,相反,扭力杆设计选用直径偏小,造成其工作扭转角度过大,超过单位扭转角,又或疲劳损伤造成扭力杆的断裂,引起重大生产安全事故,所以扭力杆的设计尤为关键,合理的扭力杆设计能使转炉倾动时晃动小,运行平稳,无异响,倾动齿轮箱设备寿命长,生产维护也少。通过运用实例,分别运用传统力学计算和三维建模有限元分析方法,对转炉扩容后的扭力杆的强度和刚度进行了核算;并根据核算结果,对扭力杆的结构进行了优化设计,解决了转炉倾动过程中的异响和磨损问题,使得扭力杆的设计更加合理,整个倾动装置运行平稳,扭力杆寿命显著提高。     

汽车扭力杆预扭强化及预扭机床的研制

介绍了汽车扭力杆预扭强化及其工艺要求、汽车扭力杆预扭强化机床的组成及测控系统。该机床用以对轻型卡车不同长度的左、右扭力杆进行预扭强化,并输出扭力杆预扭转矩转角曲线,给出扭力杆预扭后的刚度和变形残余角度。     

自行火炮扭力轴局部应力应变随机性分析及应用研究

通过实车试验,获得自行火炮扭力轴的随机载荷谱。采用材料的分段折线式循环应力、应变幅曲线,将改进的二阶矩法与Neuber法结合,提出计算扭力轴应力集中处局部应力、应变随机性的方法。根据随机性分析结果,获得由材料和载荷随机性引起的扭力轴局部应力、应变的概率密度函数,通过二重积分得到联合概率密度函数。结果表明,扭力轴同时具有高周和低周疲劳现象。结合工程实际提出计算不同工况下两种疲劳模式概率的方法,通过进一步研究可以得到自行火炮扭力轴的疲劳可靠性。研究方法对于工程机械装备疲劳可靠性分析和评估具有参考价值。     

汽车扭力杆预扭强化及预扭机床的研制

介绍了汽车扭力杆预扭强化及其工艺要求。汽车扭力杆预扭强化机床的组成及测控系统。该机床已完成研制。用以对轻型卡车不同长度的左、右扭力杆进行预扭强化。并输出扭力杆预扭转矩转角曲线。给出扭力杆预扭后的刚度和变形残余角度。     

扭力杆装置的柔性与事故支座最佳间隙探讨

某钢厂扭力杆装置与事故支座之间增加了橡胶垫，针对增加橡胶垫后扭力杆装置与事故支座之间初始间隙能否满足扭力杆柔性缓冲性能要求的问题以及增加橡胶垫对扭力杆装置的影响，文中采用理论分析与有限元计算的方法，首先对扭力杆装置的柔性性能进行校核，再通过有限元计算进行验证，最后分析了橡胶垫对扭力杆装置的影响，并提出了合理的改进方案。     

转炉扭力杆的失效分析与修复研究

转炉扭力杆是转炉倾动系统中的关键部件,易发生失效断裂。应用金相检验和宏观断口分析方法对转炉扭力杆断裂的失效进行了分析,结果表明,转炉扭力杆失效断裂属高应力低周次多源的疲劳破坏。提出了断裂杆修复方案,用有限元方法进行强度校核,验证修复技术方案的安全性和可靠性。理论计算表明其修复方案安全可靠,实践也证明修复工艺技术和机械性能满足了生产使用要求。     

新型转炉旋转接头扭力杆防转装置及强度分析

转炉系统中防转装置用以确保旋转接头的安全运转,对比分析转炉H架型旋转接头防转装置和扭力杆型防转装置,应用有限元法对扭力杆型防转装置的重要部件——外套和扭力杆系统进行了正常工作下两种工况的应力应变仿真分析,计算结果表明,20000N-m和40000Nm载荷下,外套的安全系数分别为,n1=9．42和n2：4．7,扭力杆装置安全系数分别为n3=3．2和n4=1．6,旋转接头扭力杆型防转装置主要部件应力均低于材料的许用应力,满足实际使用要求,能有效的缓冲旋转冲击负荷,安全性、可靠性高,具有较好的工程应用价值。     

自动变速箱壳体强度研究

研究自动变速箱壳体强度分析的方法,即利用应力测定的方法进行变速箱壳体的静扭转测试。分析采用应变片测定变速箱壳体应力的原理,通过扭转机对变速箱总成施加扭力,进行变速箱壳体应变量、应力的测定,实施壳体强度耐久测试,以验证变速箱壳体的强度。比较各测点的实测应力与有限元分析得到的应力,结果表明:各测点实测应力与有限元分析得到的应力值相当,验证了有限元模型的正确性。根据该施加扭力的测试方法,实施变速箱壳体的强度耐久测试,能有效验证变速箱壳体的疲劳损伤及寿命。     

履带车辆扭力轴有限元分析

建立工程履带车辆扭力轴三维实体模型,运用ANSYS有限元分析软件,计算扭力轴的模态振型,得出了扭力轴扭转振型,并且运用ANSYS进行瞬态动力学分析,得到了各个危险节点的应力大小,对扭力轴进行疲劳强度分析,为将来提出改进措施提供了可靠的理论依据。     

扭杆弹簧计算与优化

扭杆弹簧是车辆悬架装置中常用的弹性元件。文中利用有限元方法对扭杆弹簧进行了建模和优化计算。给出了扭杆弹簧的优化参数和结构应力分布规律，并对优化结果进行了实验测试与比较。分析结果表明，扭杆弹簧过渡区的结构对其应力分布具有较大影响，通过优化设计改进扭杆弹簧结构，有利于提高其性能。     

小型扭杆弹簧倾斜仪机械振子的力学性能分析与改进设计

介绍了小型扭杆弹簧倾斜仪的工作原理,使用ANSYS有限元分析软件对扭杆弹簧振子进行了静态、模态等分析,给出了应力云图和各阶振型图。从理论和实验方面研究了扭杆弹簧振子的固有频率,结果表明,实验测试与理论估算值同ANSYS分析值大体吻合。分析了倾斜仪的灵敏度与电容传感电路的灵敏度、扭杆弹簧振子几何尺寸等之间的关系,提出了一种新的振子弹性结构,有限元分析结果表明:此结构有利于提高倾斜仪的机械灵敏度,减少交叉耦合误差,增加了仪器机械本体的稳定性。     

月球车用扭杆弹簧疲劳寿命功率谱预测法

研制的行星轮式月球车的安全行驶寿命主要取决于扭杆弹簧悬架中扭杆弹簧的扭转疲劳寿命。模拟月球表面的温度环境进行了扭杆弹簧的扭转疲劳试验，确定了扭杆弹簧的扭转疲劳次数。在此基础上，建立了扭杆弹簧悬架的动力学模型，通过此动力学模型及功率谱寿命预测法推导出了扭杆弹簧疲劳寿命与悬架参数之间的关系式，并估算了月球车的安全行驶里程。     

有限元法在深孔钻头扭转计算中的应用

介绍了有限元法在深孔钻头扭转计算中的应用。用有限元法分析了钻头容屑槽单元的划分 ,列出了深孔钻头扭转时的应力、扭矩和刚度的计算公式 ,为应用计算机对钻头扭转的计算提供了理论依据。     

某轻型载货汽车扭杆弹簧的设计分析与计算

运用结构分析、CATIA软件建模、运动学分析,同时结合理论计算,对某轻型载货汽车扭杆弹簧及其悬架进行了设计与开发;通过实验验证,证明扭杆弹簧的设计符合整车的开发要求。     

扭杆弹簧应力变化测试研究

残余应力对材料的性能有显著影响,很多情况下严重地降低了工件的材料结构强度和疲劳寿命,并且在实际应用中不易检测。本文探索扭杆弹簧生产过程中应力的检测方法,应用金属磁记忆方法进行应力集中水平的定性分析和快速检测,实现生产现场的产品逐件无损检测。该方法不仅可以有效地评估扭杆弹簧各加工工序对应力集中的影响,为改进生产工艺提供参考,同时还能杜绝有缺陷的扭杆进入使用过程,保证整车的质量及可靠性。     

HJL1020汽车扭杆弹簧的设计与实验

对HJL1 0 2 0汽车的扭杆弹簧进行了设计 ,所采用的方法是一种以扭杆弹簧的最大变形能为优化目标的优化设计方法 ,可计算获得主要几何参数的最优值。使用设计计算所得的参数进行扭杆弹簧样品试制 ,并进行了疲劳实验 ,实验证明样品均合格 ,也证实了设计方法和计算结果的实用性和可靠性。同时 ,对计算结果进行了分析 ,提出了改进设计的参考意见     

Secondary torsional moment deformation effect by BEM

In this paper, a boundary element method is developed for the nonuniform torsion of simply or multiply connected bars of doubly symmetrical arbitrary constant cross section, taking into account secondary torsional moment deformation effect. The bar is subjected to arbitrarily distributed or concentrated twisting and warping moments, while its edges are restrained by the most general torsional boundary conditions. To account for secondary shear deformations, the concept of shear deformation coefficient is used leading to a secondary torsion constant. Four boundary value problems with respect to the variable along the bar primary and secondary angles of twist and to the primary and secondary warping functions are formulated and solved employing a pure BEM approach, that is only boundary discretization is used. The warping and the primary torsion constants are evaluated employing the aforementioned primary and secondary warping functions using only boundary integration, while the secondary torsion constant is computed employing an effective automatic domain integration. Numerical examples with great practical interest are worked out to illustrate the efficiency and the range of applications of the developed method. The influence of the secondary torsional moment deformation effect of closed shaped cross sections is verified, while the accuracy of the proposed numerical procedure for the calculation of the secondary torsion constant compared with a FEM one is noteworthy.     

汽车扭杆弹簧的设计计算方法分析

重点介绍了扭杆弹簧的结构和几种设计计算方法,并将三种方法进行了对比,阐述了其优缺点,可为扭杆弹簧的设计计算提供参考。     

Research of effects of bar geometric parameters on initial external force in precision cropping

In precise cropping of the metal bars with different geometrical parameters, it is very important to obtain the reasonable initial external forces required by the bars rapidly and accurately. Stress concentration factor and stress intensity factor are proposed to calculate the initial external force accurately in this paper according to geometrical sizes of metal bars. By means of numerical simulation and linear fitting method, the correctional expressions of stress concentration factor and stress intensity factor of V-shaped notch tip, which include the geometric parameters of the bar, are obtained respectively and the error analyses are also performed. The ratio of the depth of V-shaped notch to the diameter of the bar is presented to be a condition parameter. The numerical analytical results show that the method of stress concentration factor can be used to calculate the initial external force accurately when the ratio of the depth of V-shaped notch to the diameter of the bar is more than 0.05, and the method of the stress intensity factor can be used when the ratio is less than 0.05. The calculating formulas of reasonable initial external forces for the bars with different geometrical parameters are also given. The cropping experimental results have confirmed that it is feasible that the reasonable initial external forces required by the bars with different geometrical parameters are calculated effectively by using the stress concentration factor or the stress intensity factor in precision cropping.