制动热应力对车轮辐板单轴疲劳影响

随着重载列车的不断发展,辐板的热-机疲劳成为车轮破坏的主要形式。基于Ansys有限元软件,对车轮辐板的制动热应力进行分析,利用单轴疲劳准则和Haigh-Goodman疲劳极限图对车轮辐板进行疲劳评估。分析了制动热应力对车轮辐板单轴疲劳的影响。结果发现:(1)未考虑制动热应力下,新制轮和磨耗轮辐板的各节点的抗疲劳性能均满足要求;制造态残余应力使辐板的疲劳薄弱位置发生了转移;最易发生疲劳的截面为0°、180°和40°～60°。(2)考虑制动热应力下,新制轮和磨耗轮辐板的各节点的抗疲劳性能均满足要求,但是在FPH和BPR处平均应力未能达到安全要求。     

航空薄辐齿轮辐板的抗疲劳设计

对航空薄辐齿轮辐板抗疲劳设计方法进行了探讨。给出了薄辐齿轮辐板应力谱的确定、有限元应力分析及疲劳寿命估算过程中的有关处理方法。分析结果与试验结果的对比表明,本文给出的薄辐齿轮的抗疲劳设计方法是有效的。     

基于ABAQUS的高压气瓶应力场数值模拟

本文通过对某型号高压气瓶应力场进行ABAQUS数值模拟,得出其表面结构薄弱点及应力分布规律,并与试验结果进行对比,误差为2.66%。结果表明,该型号高压气瓶应力分布由焊接端向中间呈递减趋势,在焊缝位置处应力达到最大值。并经试验验证,误差较小,对军用气瓶的结构优化设计具有重要参考意义,可极大地提高产品的研制效率与成功率。     

矿井提升机制动盘温度场与应力场的数值模拟

基于热传导理论和热弹性力学理论,对矿井提升机的制动过程进行了数值模拟。分析了制动过程中制动盘表面上边界条件的变化规律,并着重探讨了制动过程中制动盘表面对流换热系数的计算方法。在变物性的前提下,依据实际的几何尺寸,建立矿井提升机制动盘循环对称三维有限元模型,研究不同制动工况下制动盘的温度场和应力场分布。文中还对热应力的计算方法进行了探讨,并分析比较了各种方法的优劣性。研究结果表明:制动盘的温度应力分布与制动初始速度和加速度的大小密切相关。本研究为提升机提升速度和制动加速度的优化和高性能制动系统的设计开发提供了重要的参考依据。     

机车整体车轮辐板曲面加工方案的优化

简要从整体车轮辐板曲面加工的刀具选择及加工程序编制两方面,分析了其在加工中存在的优缺点,最后选择了R8圆弧机夹车刀,采用数控立车刀尖半径补偿功能,编写了DF8B等机车整体车轮辐板曲面加工数控程序,加工完毕的整体车轮辐板用样板检查,车轮辐板贴合较好,间隙小于0.2 mm。     

基于CAD模型的齿轮辐板优化设计

对一种基于二维CAD模型的齿轮辐板优化设计方法进行了研究.探讨了其优化数学模型的建立方法,包括设计变量的选择、目标函数的确定及约束条件的选取.讨论了模型的数据结构及有关参数的计算,开发了齿轮辐板优化设计通用计算程序.并对某直升机减速器中的一薄辐齿轮辐板进行了优化,有效地减轻了齿轮的重量,取得了良好的效果.     

一种利用标定板的机械臂DH参数标定方法

提出了利用标定板对机械臂DH参数进行标定的方法,使末端执行器按顺序采样标定板的7个点,前3个点用于构建世界坐标系与机器人坐标系之间的关系,后4个点用于建立目标函数和误差方程。优化求解误差方程得到标定后的DH参数。最后通过重复定位精度验证该方法的有效性,使重复定位精度从4.68 mm提高至0.87 mm左右。该方法具有设备简单、操作简易等优点。     

大型半开放式压铸温度场与应力场的数值模拟研究

采用有限元方法分析了大型半开放式压铸件,在凝固过程中的温度场以及由此产生的热应力场,用有限元软件ANSYS进行数值模拟,选取了实际生产中容易出现裂纹的部位进行了重点分析,得出了该位置温度分布及热应力分布的变化情况,并给出了计算结果。以此为依据,对铸件在实际生产过程中可能会出现的缺陷进行分析和预测,进而优化加工工艺,减少废品率,对铸造系统的结构设计、加工工艺等具有一定的指导意义。     

一种可控轮辐降噪板专用压头的研究

一种可控轮辐降噪板专用压头是以轮辐降噪板为基础的辅助型降噪机构,其应用范围可在装有轮辐的一切装置设施上.专用压头的研究是以降低轮辐与轨道之间震动摩擦为目的 进行,其主要工作原理为专用压头保证了轮辐降噪板在与轮辐压接过程中的压接质量,使降噪板最大化吸收振动从而降低噪音.针对其理论上的可靠性进行模拟数据实验,为其实际应用提...     

前混合水射流多弹丸喷丸模型及残余应力场的数值模拟

针对前混合水射流的液固湍动特性与喷丸过程多重非线性耦合作用行为,提供一种射流喷丸强化残余应力场的有限元分析法。采用液固两相流动理论与计算流体动力学方法分析喷嘴内流特性,建立射流多弹丸喷丸模型;基于弹丸速度冲击载荷加载制度,利用多线性各向同性强化弹塑性模型,应用动态接触对称罚函数法,运用ABAQUS软件模拟不同弹丸数量作用下射流喷丸在45钢材料表层产生的残余应力场,获得残余应力场的分布规律及残余应力沿深度的变化规律;得出射流喷嘴内流呈均质流流型,不同弹丸数量射流喷丸在材料表层产生的径向残余应力沿深度的变化规律相同,但在材料表面产生的径向残余压应力值受喷丸模型影响较大,对弹丸分三层排列、相邻弹丸之间径向和周向中心距离均为弹丸半径的多弹丸喷丸模型,数值模拟获得的表面径向残余压应力值与射流喷丸试验数据基本吻合。     

铝合金轮毂旋压成形的数值模拟分析研究

铝合金轮毂旋压技术是近几年才发展起来的车轮成形新工艺方法,运用刚塑性有限元软件DEFORM 3D对铝合金轮毂旋压成形过程进行数值模拟,考察了特定减薄率、进给率等主要工艺参数对成形过程的影响规律。要保证铝合金轮毂旋压成形质量,关键是控制好三个主要工艺参数因素,即选择正确的进给率,合理的旋压道次,合适的旋轮圆角半径。通过综合分析数值模拟计算的结果,得出一组较合理的工艺参数,可以为旋压铝合金轮毂的实际生产提供理论指导。     

烧结机台车体温度场及热应力数值模拟

针对某厂烧结台车主梁失效的问题,借助ANSYS有限元软件,采用间接热力耦合的方法,建立了台车主梁数学模型。根据热传导理论与热弹性理论,模拟其在工作状态下各部位的温度、热应力变化过程。结果表明,烧结台车主梁最高温度区域随烧结时间变化,在烧结开始至600 s左右最大值出现在梁的中心位置,在600s后最高温度区域出现在梁的侧边,台车主梁最高温度达到279℃;热应力极值点一般出现在距中心面最远的位置,最大热应力达到27.6 MPa。通过与测试值的对比验证了仿真结果的可靠性,表明采用有限元方法模拟台车体温度及应力场的变化过程是有效的。     

铝合金板淬火应力与框形零件变形的数值分析

在ABAQUS软件中模拟了2A12铝合金的淬火过程,进行了实际板材淬火和钻孔法应力测量试验,仿真所得板材表面应力值与实际测量结果误差约为10.1％～16.5％,且都具有对称分布的特点,说明通过淬火仿真获得的板材内应力分布与实际淬火相吻合.基于仿真的应力分布进行加工仿真,研究了单框零件相对板厚位置对加工变形的影响,提出了由板材加工框形零件的加工变形控制策略.     

膜式壁管屏焊接温度场及应力场数值模拟

在膜式壁管屏焊接过程中,焊接应力和焊接变形在一定条件下会影响管屏的焊接质量和功能,因此对焊接变形的有效预测是管屏生产制造中必须考虑的问题。利用ANSYS软件的生死单元技术,对膜式壁管屏焊接过程进行数值模拟,分析管屏在温度场和应力场下的变化情况,其结果和实验结果相吻合,验证了数值模拟的可靠性。通过管屏焊接变形分析指导管屏焊机的设计,对焊机上下滚轮节距进行尺寸补偿,保证焊后管屏尺寸达到焊接技术条件,提高管屏焊接质量。     

沉淀搅拌槽三维流场数值模拟

使用计算流体动力学软件FLUENT对沉淀搅拌槽内的流场进行了数值模拟,分析了桨叶离底高度对三维流场的影响,进而利用模拟出的数据计算出搅拌轴的功率。结果表明:提高搅拌桨离底高度,有利于提高混合效果。     

罗茨鼓风机叶轮参数化设计与内流数值模拟

在Pro/E平台建立了3L系列罗茨鼓风机转子的参数化实体模型,并根据转子横截面积,方便、快捷地计算出转子面积利用率系数。依据此模型,利用CFD技术和Fluent软件对3L33型罗茨鼓风机内部流场进行可压缩非稳态流动的数值模拟,运用动网格技术较为精确地得到了罗茨鼓风机内部的压力场、流速场及进气口质量流量分布图,真实地反映了叶轮旋转过程中风机内部气流的复杂流动。将理论计算与实际情况相结合,总结得出风机性能指标的变化规律,为罗茨鼓风机的性能预测与降噪设计提供参考。     

2124铝合金超厚板热轧过程温度场的数值模拟

根据在Gleeble-1500热模拟试验机上得到的数据,在Marc软件中建立了2124铝合金的数据库;采用二维弹塑性大变形有限元法,对该铝合金超厚板热轧过程进行了数值模拟,分析了热轧过程中轧件温度场的分布和变化规律.结果表明:在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化较为剧烈;模拟计算的出口处板坯表面温度(431℃)与实测的表面温度(436℃)吻合较好.     

中心给粉旋流燃烧器气固两相流动的数值模拟

电厂采用的煤粉燃烧技术应达到稳燃、低污染、防结渣及防高温腐蚀的要求。中国电厂燃用煤的煤质偏差,煤种多变。在燃用这些煤的时候,锅炉的稳燃能力较低。针对这些问题,提出中心给粉旋流煤粉燃烧技术。由于燃烧器的气固流动特性对燃烧器的性能有很大的影响,利用可实现的k-ε和Lagrangian随机轨道模型对中心给粉旋流燃烧器的气固两相流动进行数值模拟,并将计算结果和三维相位多普勒测速技术(Phase-Doppler anemometry,PDA)试验结果进行详细比较,计算值和试验值速度分布的趋势基本相同。计算和试验结果表明,在轴向方向产生了回流区,切向速度分布出现典型的Rankine涡结构,中心线附近区域的径向速度小。当颗粒的轴向速度衰减为0之后,颗粒的运动方向发生偏转,开始向后上方运动。颗粒迂回型运动轨迹延长了煤粉在回流区中的停留时间。     

多孔式射流钻头流场数值模拟研究

多孔式射流钻头是应用于径向水平井技术的一种新型射流钻头。本文建立了多孔式射流钻头流场计算模型,采用RNGk-ε湍流模型进行数值计算,分析了射流钻头内外不同区域的流场分布情况和局部流动特性。模拟计算结果表明:多孔式射流钻头有效扩大了井底冲击区,有利于扩大成孔直径;反向射流冲刷井壁,可以进一步扩大孔径,其反推力平衡了正向射流的反推力,有利于轨迹控制;反向射流的附壁作用,增大了喷嘴局部阻力系数。射流钻头入口及环空的压力和流量的数值模拟结果与试验测试结果一致。     

充型过程流场数值模拟研究

对充型过程进行分析,确立了充型过程数值模拟的数学模型。利用计算机数值模拟技术对充型阶段的流动过程进行了计算。在此基础上开发了流场模拟软件,并对铸件进行了模拟,结果证明所建立的数学模型及开发的程序是正确的。