不同圆角半径对三通应力集中区域影响的量化分析

三通作为电厂管道的关键部件,在使用过程中经常出现开裂的现象。基于有限元软件,利用图像方法对不同圆角半径三通管件的应力集中区域进行分析。通过图像处理手段对异径三通的应力集中区域进行提取,并对不同圆角半径三通管件的局部最大等效应力、应力集中系数、应力集中区域的应力点分布以及应力集中区域的体积、表面积、厚度、长、宽进行量化分析,结果表明,在肩部区域适当增加圆角半径能降低其应力集中程度,过渡增加圆角半径反而导致肩部位置的应力更为集中,使得在三通支管处更易发生开裂现象;对于腹部区域,则圆角半径越大、更能有效地降低其应力集中程度。研究方法可为三通管件的安全性评估与其制造工艺流程提供参考依据。     

内压作用下等壁厚过渡及等圆角过渡三通塑性极限分析

为了保证采油树的安全运行,采用弹塑性有限元方法,对采油树结构中常用的管件三通的极限载荷开展研究。国产采油树三通的相贯区域均有一定的壁厚加厚现象,通过采用两种过渡方法(等壁厚过渡和等圆角过渡)分析壁厚的影响。研究内容如下:分析了三通的失效形式,并确定了不同影响因素包括两种圆角过渡方法、主管径厚比及铸造圆角值对三通极限载荷均有一定程度的影响;建立了覆盖常用主管径厚比、铸造圆角及两种铸造方法的极限内压数据库;确定了两种过渡方法的优劣性及最佳铸造圆角值,得到了三通的影响因素曲线及工程估算公式;最后,通过试验验证了仿真的合理性。该研究结果可为三通的结构选型及设计优化提供参考依据。     

铝合金矩形截面内高压成形圆角充填行为研究

为了研究铝合金矩形截面内高压成形过程圆角充填行为,设计制造了专用试验装置,测试充填过程中圆角半径与内压的定量关系及其润滑条件影响,分析直边区与圆角区的过渡处开裂的机理,并对内压理论计算值与试验值进行对比。结果表明:充填过程中随圆角半径的减小,所需内压逐渐增大。当相对圆角半径大于5时,圆角半径变化趋势较快;而当相对圆角半径小于5时,变化趋势逐渐平缓。润滑条件对圆角充填影响较大,润滑的改善使成形相同圆角所需内压降低,极限圆角半径减小。从截面直边区的中点到直边区与圆角区的过渡点等效应力逐渐增大,所以过渡点附近最易发生壁厚过度减薄甚至开裂。对于硬化材料,未考虑材料硬化的内压理论计算值明显小于试验值,内压理论计算时必须使用材料硬化后的流动应力。     

液压成形不锈钢波节换热管外压失稳与其尺寸关系的研究

将液压成形过程和外压失稳过程相结合,通过试验和数值模拟,研究液压成形不锈钢换热管的外压稳定性。结果表明,波节管的外压稳定性比原始直管高;通过试验和数值模拟分别得到的波节管失稳压力与波节高度的关系曲线数值和变化趋势相近,证明了数值模拟的合理性;初始间隙和过渡圆角半径对波节管的失稳压力有一定的影响,而过渡圆角半径对波节管失稳压力的影响程度取决于初始间隙的大小;为使成形后的波节管具有良好的综合性能,应尽量保证管件与模具之间的初始间隙足够小,并采用较大的过渡圆角半径。     

齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响规律研究

齿根过渡圆角对齿根应力有着重要影响,而齿根应力是齿根疲劳裂纹扩展的重要影响因素,因此,研究齿根过渡圆角半径对齿根裂纹扩展的影响十分必要。建立3种不同过渡圆角半径的直齿轮,假设齿根初始裂纹在相同位置,初始裂纹长度一致,基于ABAQUS软件研究齿根裂纹扩展规律。结果表明,不同过渡圆角半径下的齿根裂纹扩展总体趋势一致,但扩展前期过渡圆角半径越大,裂纹越向深入齿轮轮缘方向扩展,扩展后期过渡圆角半径越大,裂纹越往齿顶方向扩展。过渡圆角半径对齿轮临界裂纹长度影响较小。相同裂纹长度下,过渡圆角半径越大,裂纹尖端Mises应力越小,裂纹扩展速率越小,齿轮的裂纹剩余寿命越长。     

阶梯轴圆角应变强化时动力参数的选择

设计重要用途的阶梯轴时,一般对大小截面过渡处都规定较大的圆角半径。通常取圆角半径与轴直径之比为R/d≥0.06。这是保证轴的疲劳强度有足够安全系数的重要手段。但有时却须要加大轴颈长度。因而不可避免地要增加轴的总长度和重量。 试验证明,在一定规范下,用冷挤压的方法使轴的过渡圆角产生应变,与切削加工的大圆角轴相比,可以大大减小圆角半径,而不致     

受拉阶梯轴应力集中的有限元分析

借助于Pro/Engineer软件建立了阶梯轴的三维参数化模型.然后将三维模型导入Pro/MECHINICA有限元分析软件中,对受拉状态下不同参数的阶梯轴的局部应力进行了有限元分析,通过对阶梯轴的参数--圆角半径R的灵敏度分析,给出了应力对圆角半径的敏度曲线.     

无触角滚刀刀顶圆角半径的最佳选择

渐开线齿轮齿根过渡曲线是影响齿根弯曲应力的重要因素,该过渡曲线由滚刀刀顶圆角展成。为提高齿轮弯曲强度,采用不同半径的圆弧描述该圆角,并推导了最佳圆角半径的计算公式。运用ANSYS的APDL语言对不同半径圆角滚刀加工的齿轮进行了参数化有限元建模,并通过ANSYS/FE-SAFE软件对特定载荷下齿根弯曲疲劳进行了分析。结果表明,选择最佳的圆角半径可使齿根应力减小4.9%,弯曲强度提高43%。     

有限元网格的圆角过渡特征提取及网格修改

根据过渡曲面的曲率特性，提出了一种有限元网格的圆角过渡特征提取及网格局部修改算法。通过曲率估算、过渡区域圆弧识别和圆弧分组等步骤，计算出一系列截面轮廓线来描述圆角过渡特征，同时将过渡区域网格从模型中提取出来。直接调整圆弧半径，快捷、准确地修改网格模型中等半径及变半径过渡区域网格。应用该算法，能够在有限元网格模型中直接修改零件或模具的过渡圆角形状，提高设计与CAE分析的效率。     

搪玻璃设备管口搪玻璃层内残余应力及其影响因素

为了考察搪玻璃设备管口搪玻璃瓷层残余应力分布及其相关影响,利用Abaqus软件模拟了搪玻璃设备搪烧后的冷却过程。模拟结果表明,管口搪玻璃层残余第一主应力最大值均随管口圆角半径R增大而减小,且当基体圆角半径R小于6 mm后,瓷层残余最大主应力随圆角半径R的减少增加明显;而当圆角半径R增大至15 mm后,残余最大第一主应力减少趋势变得逐渐平缓。另外,搪玻璃层内最大主应力数值随基材与搪玻璃层材料线膨胀系数差减少而减少。管口圆角处搪玻璃层厚度减少可使管口圆角处第一主应力残余应力略减少。     

基于ANSYS的曲轴应力及变形敏感度分析

建立了494柴油机曲轴有限元模型,采用试验的方法验证了模型的准确性。选择轴颈直径、过渡圆角半径、油孔直径等参数,模拟了最大爆发压力为15MPa时,曲轴过渡圆角应力和曲柄臂变形的变化规律,分析了曲轴结构参数与应力、变形敏感度系数的关系。结果表明,过渡圆角应力随轴颈直径、过渡圆角半径、重叠度的增加而减小,随油孔直径的增加而增加;曲柄臂变形随轴颈直径、曲柄销过渡圆角半径、重叠度的增加而减小,随主轴颈过渡圆角半径、油孔直径的增加而增加。曲柄销直径对过渡圆角应力最敏感,应力敏感度系数为-0.46;主轴颈直径对曲柄臂变形敏感度系数为-0.497,对变形最敏感。     

热障涂层平头压痕蠕变研究

研究典型热障涂层(thermal barrier coating,TBC)系统在圆柱形平头压痕下的蠕变响应。考虑刚性压头、弹性压头和弹性磨损压头作用下,压头压痕深度随时间的变化规律和压头前方的Mises应力分布,分析压头尺寸和外载荷变化对压痕深度和Mises应力分布的影响．可以得出结论,平头压痕下TBC系统的蠕变在较短时间内即达到稳态,压痕深度随外载荷和压头半径的增大而增大;在相同载荷和压头半径下,压痕深度的影响表现为弹性磨损心头大于弹性压头,弹性压头大于刚性压头;对于弹性磨损压头,在相同载荷和压头半径下,压痕深度随磨损圆角半径的增大而增大。     

三通展开图的作法

附图是三通展开图,由投影图上可得出 h′和 h″两条高度线,再把πD 分成四等分,就得到五条垂直线1、2、3、4、5,R 的近似公式是:R=A/2 0.094D(单位为毫米)以 R 为半径,在五条垂直线上找出圆心,使得在1、3、5的垂     

柔性管板计算方法与几何尺寸优化

利用ANSYS 15.0软件对柔性管板进行热-应力耦合分析,得到柔性管板整体应力分布规律,对柔性管板厚度、换热管中心间距、过渡圆角半径进行优化,并对国内外管板计算方法进行对比分析.结果表明:西德AD方法计算出的管板厚度最小;随着柔性管板厚度的增加,薄膜应力先减小后增大,薄膜加弯曲应力逐渐增大;随着换热管中心间距的增大,...     

大圆角弯曲回弹的计算及补偿

目前,家电产品皆以大圆弧、大圆角流线型设计,然而,该产品金数外形零件,在生产加工中,由于材料的弹性变形,使成形后的零件圆角半径和角度与设计形状尺寸不符,如果对回弹不加以补偿或校正,就会影响产品的质量。在产品设计过程中,就遇到此类问题,曾多次查询有关资料,未见折方方面的资料,通过实践与观察,找到设计该产品的方法。 　　加工此类零件时,大圆弧是直接通过模具冲压成型的,而大圆角则由折弯机来完成的, R/T　　凸模半径尺寸的设计,在生产加工中有很大的影响。凸模半径 rd=ρ－ xt式中 ρ——应变中性层曲率半径 x…     

原位压痕仪机械载荷分析与控制方法设计

以提高对产品材料硬度及其抗形变能力的测量效果,本研究首先分析了金属压痕仪的测量原理,发现影响其极限机械载荷控制的因素与压头形状与表面粗糙程度有关.因此,通过应力响应系数分析压头过渡圆角半径、过渡角度与极限载荷的关系.然后在加载平衡的约束下,以材料截面中心为加载中心获取极限机械载荷,再通过控制拉伸与弯曲载荷实现对压痕仪极...     

提高齿轮弯曲强度的有效措施

随着汽车变速器趋向于强化设计,提高齿轮的弯曲强度就成为一个重要课题。本文用计算机模拟齿廓的范成过程,然后用有限元法研究刀刃圆角半径对齿轮弯曲应力的影响,指出增大齿根过渡曲线的曲率半径可以使齿轮的弯曲疲劳寿命达到原有的三倍。用不同齿根曲率半径的齿轮所做的疲劳试验证实了此结论。这是提高齿轮弯曲强度的有效措施。本文还讨论了增大齿根曲率半径的适用范围,给出了选择齿轮参数的线图。     

基于有限元法进出水孔和过度圆角对水润滑动静压艉轴承力学性能的影响

为提高水润滑动静压艉轴承的承载能力和降低轴承温升,在轴承内部开设型腔结构,并在轴承型腔内开设出水孔。针对不同进水孔直径、出水孔数量和直径以及不同型腔边缘处过渡圆角的艉轴承建立模型,利用ANSYS Workbench软件对艉轴承模型进行静力学分析,研究进出水孔尺寸以及过渡圆角轴承力学性能的影响。结果表明：进水孔直径增大,最大应力、应变和位移值逐渐较小,但是尺寸太大或太小,应力集中现象都比较明显;在艉轴承上设计2个出水孔比单个出水孔具有更好的力学性能;随着型腔边缘处过渡圆角半径的增加,轴承的应力应变和位移逐渐减小,表明光滑的过渡圆角能改善轴承力学性能。     

管材弯曲最小半径

<正> 金属材料在弯曲时,其圆角区上外层受拉伸,内层受压缩,内圆半径r越小,圆角区的变形越大。当外层圆角区的拉伸应力超过材料的强度极限,外层材料发生断裂;而内层材料丧失稳定起皱,致使工件报废。据资料介绍,管材弯曲的最小弯曲半径R=3D_0 D_0:管材外径生产中需将φ48×δ2.5的拉制硬铜管弯曲成蛇形管,要求弯曲半径为76mm,内壁不起皱,外壁不开裂。根据技术要求自制弯管机试弯,发生管材外壁开裂和内壁起皱现象。经过分析和对最小弯曲半径的计算,认为原因是材料硬而塑性差,弯曲半径太小     

弧齿锥齿轮铣刀盘刀刃圆角半径的确定

<正> 齿轮齿根过渡曲线处圆角的大小,对齿轮强度有重要影响,而这圆角大小是与铣齿刀盘刀刃圆角有直接关系的。齿根过渡部分的圆角大,不仅有利于齿轮强度,而且由于大的刀刃圆角半径使刀具的使用寿命提高。为此,希望使用尽可能大的刀刃圆半径,以便取得理想的齿轮寿命和经济效果。但是,一般齿轮刀具设计时不进行刀刃圆角半径计算,而仅凭经验数据选