循环对称与车轮有限元计算

对称是自然界和工程中存在的普遍现象。具有一个对称面的映射对称是人们最熟悉的。利用映射对称的特点可使问题的规模减少一半,使分析过程大为简化。本文论述的循环对称比映射对称更进一步,后者只是前者的一个特例。循环对称分析方法在工程设计计算中有独特的优越性。它能使有限元模型的单元和节点数目大大下降,从而节省大量的精力和费用。本文阐述循环对称分析原理,并以车轮为例,说明QJF—1程序中这种特殊功能的应用。     

机械弹性车轮稳态侧偏特性的理论与试验分析

为了掌握机械弹性车轮的侧偏特性,对车轮稳态侧偏工况下的力学特性进行理论及试验研究.基于机械弹性车轮结构特点以及刷子建模理论,建立不同侧偏角下车轮稳态侧偏理论模型.利用轮胎动态力学特性试验台架,对车轮样机进行稳态侧偏特性试验分析,得到了车轮侧向力、回正力矩与侧偏角的关系曲线.对比理论模型仿真与样机试验数据,结果表明:车轮稳态侧偏理论模型具有较高的预测精度,能够表达车轮稳态侧偏力学特性.该研究可为改进车轮结构及改善车轮侧偏性能等提供一定的参考.     

机械弹性车轮随机振动理论与数值分析

针对现有轮胎模型不再适用于机械弹性车轮的振动分析的问题,依据其结构特点和铰链组单向传力特性,提出弹性绳索简化模型,推导弹性绳索刚度表达式、总等效刚度表达式以及系统频响函数,建立完整的振动分析数学模型.基于弹性绳索数学模型,进行C级随机不平路面输入激励下的随机振动分析,得到轮毂中心时域位移响应和频域功率谱密度响应.有限元仿真试验结果表明:机械弹性车轮共振频率为19~21 Hz,验证了弹性绳索模型的正确性.     

机械弹性车轮疲劳寿命及其影响因素研究

为提高机械弹性车轮的可靠性和耐久性,对其疲劳寿命进行了研究。结合机械弹性车轮的结构及承载方式,建立了疲劳试验的有限元模型;采用幅值、频率相同的正弦载荷和余弦载荷模拟车轮骨架载荷循环过程;基于Miner线性疲劳累积损伤理论进行疲劳寿命预测。分析表明:车轮骨架的疲劳破坏主要集中在弹性环组合卡与铰链组的连接部位,最小疲劳寿命为4.03×10~5次;随着铰链组个数、铰链组横截面积的增加,疲劳寿命呈非线性增加;随着实际负荷的增加,疲劳寿命呈下降趋势。     

匹配机械弹性车轮的汽车稳定性分析

为深入研究匹配机械弹性车轮(MEW)的某越野车的横摆与侧翻稳定性,利用刷子理论模型,建立MEW纵滑与侧偏理论模型;利用平板式轮胎力学特性试验台分别对MEW和普通子午线充气轮胎进行了对比试验,验证了理论模型的正确性.以横摆角速度和预测载荷转移率(PLTR)分别作为横摆稳定性和侧翻稳定性的评价指标,并建立匹配MEW的整车非线性Carsim仿真模型,基于相平面分析方法研究MEW侧偏力学特性对汽车横摆与侧翻稳定性的具体影响规律.结果表明:MEW与子午线充气轮胎侧偏特性曲线的变化趋势基本一致,侧向力峰值基本相同,但MEW的侧偏刚度较大,匹配MEW的整车侧翻稳定性较好,横摆稳定性较差;增大MEW的侧向力峰值的同时适当减小侧偏刚度值,可以提高匹配MEW汽车的横摆与侧翻稳定性.研究结果可为车轮侧偏性能的改进及车轮结构优化提供相应的理论依据.     

轿车白车身模态试验与有限元模态分析的对比

以某轿车白车身为研究对象,利用模态试验分析方法研究该白车身的振动,用随机信号对白车身进行激励,测得固有频率、阻尼、振型等模态参数.并与该白车身的有限元模态分析结果进行对比,用分析结果的差别评价该白车身动态特性.     

机械密封环温度场的有限元分析与试验研究

推导了用于机械密封环温度场计算的有限元方程 ,并编制了相应的计算软件 通过试验和理论计算研究了转速和密封面宽度对密封环端面温度的影响 通过分析发现 ,转速和密封面宽度都是影响端面温升的重要因素 ,采用窄的密封面 ,可以明显地降低端面温升     

机械密封环温度场的有限元分析与试验研究

推导了用于机械密封环温度场计算的有限元方程，并编制了相应的计算软件。通过试验和计算研究了转速和密封面宽度对密封环端面温度的影响。通过分析发现，转速和密封面宽度都是影响端面温升的重要因素，采用窄的密封面，可以明显地降低端面温升。     

机械弹性车轮结构参数对牵引性能的影响

为解决充气轮胎在越野路面行驶的防破损问题,提高车辆通过性能,对机械弹性车轮的牵引性能进行了研究。通过对机械弹性车轮特殊承载方式进行分析,建立了考虑车轮滑转和地面切应力的驱动轮牵引性能预测模型,推导了车轮沉陷、土壤推力、挂钩牵引力等计算公式;对机械弹性车轮和普通充气轮胎的牵引性能进行了对比,结果表明与普通轮胎相比机械弹性车轮具有较好的通过性能;研究了机械弹性车轮刚度、半径和宽度对牵引性能的影响规律,为车轮结构设计及整车动力学优化提供了参考。     

机械弹性车轮结构参数对承载特性的影响

为了提高机械弹性车轮的承载能力,对影响车轮承载特性的因素进行研究。基于车轮的多体结构及0轮分层结构,建立了机械弹性车轮非线性有限元模型,分析了0轮厚度和弹性环截面边长等结构参数对机械弹性车轮承载特性的影响,揭示了车轮结构参数的改变对承载特性影响的规律,为机械弹性车轮结构及整车动力学特性的优化设计提供依据。     

五层钢管混凝土框架模态试验研究与有限元分析

对五层方钢管混凝土框架结构模型进行有侧向支撑和无侧向支撑的模态试验，采用多点激励单点输出的方法得到其频响函数，进而获得了结构的动力特性参数(频率、振型和阻尼比)。将试验数据与ANSYS分析结果进行对比，二者符合较好。研究表明，模态试验方法得到的结果能够为钢管混凝土框架结构的抗震设计提供重要的参考依据。     

框-筒结构模型模态试验研究与有限元分析

以某19层钢筋混凝土框架-筒体结构的高层建筑为原型,设计有机玻璃模型,通过多点激励单点输出方法得到模型的频响函数,进而求得其动力特性(固有频率、空间振型等),并根据相似原理推断原型结构的相应参数.同时运用有限元软件ANSYS分析原型结构的动力特性,得到相应的固有频率、空间振型.试验数据与AN-SYS分析结果的对比表明,两种方法所得结果比较接近.研究成果为框-筒结构抗震设计提供了重要的参考依据.     

汽车车轮动态弯曲疲劳试验的有限元模拟

对轮毂进行了三维建模,依据动态弯曲疲劳试验的国家标准,通过NX NASTRAN软件模拟了轮毂旋转过程中的应力变化情况,找出了轮毂旋转过程中应力最大的位置,并以此位置的载荷和约束情况为基础进行疲劳分析模拟,观察疲劳分析结果,发现轮辐辐板拐角处最容易发生疲劳破坏,为改进设计提供了依据。     

平台罗经框架的模态计算与试验分析

平台罗经框架结构是惯性平台的主要部件之一,其动态特性将直接影响到平台系统各部件对振动环境的适应性.结构的动态特性信息可通过2种途径得到,模态计算和模态试验.分别通过计算和试验2种方法得到了外框架的模态结果,并且对模态相关性分析的理论进行了探讨分析,得到了外框架结构的模态相关性结果,此过程是进行下一步模型修正以及动响应分析的基础.通过分析计算可知,模态计算比试验得到的固有频率要高,在前8阶模态中,除了第5阶和第8阶相关性稍微差一点,而其他的振型相关性比较明显.提出了提高结构系统的动态性能改进方法,为今后的改进和设计提供了理论依据.     

网格粗细对于有限元模态分析计算的影响

针对某船用方舱结构的固有模态，采用3种不同网格密度的模型进行计算，通过对计算结果的比较分析，说明网格密度对于有限元模态分析的影响。     

弹性车轮的滚动接触特性研究

为了研究轨道列车弹性车轮压滚过程的接触特性,文中针对橡胶压剪复合型弹性车轮,根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5)标准,建立了三维弹性车轮与钢轨耦合的有限元模型.考虑材料非线性和几何非线性,开展车轮的实际静压和滚动过程模拟,并与相同标准的刚性车轮比较,得到了轮轨接触压力和钢轨接触斑的变化规律.结果表明:轮轨接触...     

微机械弹性纳米接触问题的建模与计算

针对Bradley方程和刚性纳米接触模型在处理微机械纳米接触问题中的不足,基于Lennard-Jones势能定律将组成两接触球体的原子之间的粘着力等效为两球体表面所受的分布作用力,并根据经典弹性理论建立了一种新型的两球体弹性纳米接触模型.该模型可以同时得到两球面轮廓随间距的变形过程及两球体间的粘着力和表面变形量随间距的变化规律,并且与现有的由原子力显微镜扫描实验所得到的结论相一致.     

大型框架式汽机基础振动模态计算与试验研究

以某电厂燃气汽轮发电机框架式基础为原型,建立有限元模型,分析了该发电机框架式基础的动力特性;建立1∶10的缩尺物理模型,开展基础模态的模型试验工作;并将数值分析和模型试验结果同原型观测数据进行对比.数值分析采用空间梁单元模型,选用MFSAP软件和ANSYS大型通用有限元软件开展了计算工作;采用模态测试技术与分析方法进行了室内模型试验和现场测试.通过动力学模型计算结果、模型试验结果以及现场实测结果的比较,证明了计算方法、试验方法与测试分析方法的正确性.     

机械弹性车轮纯外倾力学特性刷子理论建模

为研究机械弹性车轮的外倾特性,本文对机械弹性车轮的结构特征及承载特性进行分析,建立了不考虑0轮弹性的机械弹性车轮外倾力学特性刷子理论模型。推导出纯外倾时车轮的侧向力、回正力矩及翻转力矩表达式。利用ABAQUS建立包含橡胶材料超弹性及接触大变形等非线性特征的机械弹性车轮三维有限元模型,并通过垂向加载试验验证了仿真模型的可靠性。对机械弹性车轮外倾特性的仿真值、理论值进行对比分析,结果表明所建立的机械弹性车轮外倾特性刷子模型具有良好的精度。该研究为机械弹性车轮外倾纵滑及外倾侧偏等复合工况的力学特性建模提供了理论指导。