刀尖圆角半径对非圆齿扇齿根强度的影响研究

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇插齿加工时齿条刀(工艺齿条)刀尖圆角半径对齿根强度有最直接的影响。圆角半径变大,齿根强度有提高的趋势。为确定最佳刀尖圆角半径供用户设计选择,从汽车转向器摇臂轴非圆齿扇展成加工原理出发,在MATLAB中建立不同刀尖圆角半径的非圆齿扇模型,仿真加工得到多个不同的非圆齿扇齿廓;将不同刀尖圆角半径刀具对应的齿扇齿廓导入ANSYS进行有限元对比分析,以齿根弯曲应力和刀具刀顶几何形状为约束条件,刀具刀尖圆角半径最大不超过刀具的齿顶宽长度的一半。并发现在此范围内,刀尖圆角半径越大刀具齿根应力变化越平稳。     

超高强梁类零件凸包的辊冲成形工艺分析

针对超高强钢梁类零件的凸包特征,基于ABAQUS仿真平台建立了凸包辊冲成形仿真分析模型,对不同圆角半径的凸包进行辊冲成形分析。结果表明,辊冲可安全成形凸包,当凸包的圆角半径增大时,其辊冲成形最大Mises应力和最大应变、最大减薄率均减小,凸包最小安全成形圆角半径R为6mm。     

基于Workbench的齿轮泵轮齿有限元分析

利用PROE建模,利用Workbench软件对齿轮泵进行静力有限元分析,计算出齿轮在工作过程中的应力、应变及变形等的大小和分布。结果表明:可以通过倒角、增大齿根圆角半径减小应力集中;减小齿顶圆半径使齿轮结构更加紧凑,增加齿厚减小齿顶变形。分析结果为齿轮泵在工作过程中提高齿轮的使用寿命、防止轮齿的断裂及对齿轮作合理的处理等提供参考。     

锯片齿形参数对锯齿锯剪性能的影响

为了研究不同锯片齿形参数对锯齿锯剪性能的影响,基于ABAQUS有限元平台,建立了锯剪机锯齿的有限元模型。对比了两种不同齿形在锯剪过程中的锯剪性能,并采用单因素控制法研究了不同齿前角、齿后角和齿根圆角半径对锯剪性能的影响,同时进行相关实验验证。研究得出:模拟与实验结果吻合较好,二者误差均在合理范围内,验证了有限元模型的可靠性;弧背齿形更适合作热锯剪机的齿形;在锯剪过程中,随着齿前角的增大,单齿锯切力和单齿剪切力逐渐减小;随着齿后角增大,单齿锯切力和单齿剪切力几乎无变化;并在所研究范围内得出其齿前角为0°～2°、齿后角为8°～12°、齿根圆角半径为2. 6 mm时,锯剪性能较好。     

飞机角接头尺寸参数对其强度的影响分析

为了确保飞机角接头的强度和结构的安全性,采用ANSYS软件建立了角接头的力学分析模型,研究了在水平拉力作用下,尺寸参数如紧固件孔直径、接头端部厚度、圆角半径对角接头连接强度的影响规律。通过仿真分析,确定了角接头的危险位置,通过对不同工况的分析,改进了底板紧固件孔的布局,降低了29.74%的最大Von Mises应力,从而为角接头的底板紧固件孔布局设计提供一种参考依据。     

DP800高强钢筒形件流动旋压成形过程及旋压力分析

基于ABAQUS/Explicit平台,建立了双旋轮筒形件流动旋压成形有限元数值模拟模型,分析了DP800高强钢筒形件流动旋压成形过程的应力应变分布规律,并研究了旋轮成形角、旋轮圆角半径、旋轮进给比和壁厚减薄率4个关键工艺参数对DP800钢筒形件流动旋压力的影响。结果表明:等效应力和等效应变的最大值出现在旋轮与坯料接触区,已成形区域的应力均匀;工件外表面的等效应变均大于工件内表面等效应变,并沿着厚度方向逐渐减小;各旋压分力大小顺序为:径向旋压力轴向旋压力切向旋压力;随着圆角半径、旋轮进给比、壁厚减薄率的增大,各向旋压分力和总旋压力都呈增大趋势;随着成形角的增大,轴向旋压力和切向旋压力呈增大趋势,但径向旋压力和总旋压力呈先减小后增大趋势。     

数值模拟内圆角半径对AZ31镁合金等径角挤压过程的影响

通过Gleeble-1500D热模拟机获得AZ31镁合金的应力-应变曲线,采用DEFORM-3D软件对其等径角挤压过程进行了模拟,并分析了不同内圆角半径对挤压过程的应力和应变影响。结果表明,随着内圆角半径的增大,试样表面变得光滑,在内圆角处所受平均应力减小,试样的平均等效应变随之增大,中间稳定变形区域减小。     

厚板齿形零件精冲成形数值模拟与缺陷分析

运用有限元分析软件对厚板齿形零件的精冲过程进行了数值模拟,对比分析了齿顶、齿根部位主要变形区静水应力及应变的分布情况。结果显示,齿顶处静水压应力小于齿根处;齿顶应变区的宽度大于齿根应变区的宽度,齿顶剪切区变形程度大,硬化程度严重。齿根、齿顶处的应变分布与精冲试验所得零件的硬化程度相吻合。探究了齿顶处形成大塌角和易产生撕裂的原因。研究结果为厚板齿形零件的精冲工艺提供了理论指导。     

含硼高强钢带热辊压成形回弹的数值模拟

针对采用含硼高强钢带制造槽形件的回弹与应用问题,设计了一种新的六辊式热辊压成形装置。以2.2mm厚的含硼高强钢带为原料,设定奥氏体化温度为900、910、920℃,穿带速度为750 mm/s,运用ANSYS有限元软件模拟计算了其热辊压成形回弹情况。结果表明,奥氏体化温度对板料热辊压成形回弹影响显著。塑性变形区主要发生在圆角半径较小的圆角处,随着板料成形前奥氏体化温度的升高,板料回弹量呈现减小趋势。900℃奥氏体化温度对应的板料回弹角为8.7°,塑性应变在0.11左右,最大等效应力为589.1 MPa;910℃奥氏体化温度对应的回弹角为7.9°,应变在0.15左右,最大等效应力为584.2 MPa;920℃奥氏体化温度对应的板料回弹角为6.5°,应变在0.16左右,最大等效应力为574.0 MPa。     

金属热锯机锯齿应力分析

本文提出了锯齿根部应力集中和应力扩散的概念;在一定顶角条件下,锯齿根部应力集中系数和应力扩散系数仅与齿根圆弧的相对半径有关。而与锯齿前角无直接关系。根据这一规律,给出了使锯齿根部处于较佳应力状态的较佳齿形参数配置的原则。     

圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应力应变计算

本文用主应力法解出了圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应力公式,讨论了悬空侧壁圆锥台变形区大端的内皱曲是由悬空侧壁圆锥台变形区中的最大切向压应力引起;而悬空侧壁圆锥台变形区小端的破裂是由悬空侧壁圆锥台变形区中的最大径向拉应力造成。根据体积不变条件,导出了圆锥形零件冲压成形悬空侧壁圆锥台变形区的应变公式,它是拉深应变和胀形应变的复合应变。接着讨论了最大切向压应力和最大径向拉应力在冲压成形过程中的变化规律,最后给出了应力分界圆直径公式和应变分界圆直径公式,得出了满意的结论。     

镍基单晶合金在压缩蠕变期间的组织演化与有限元分析

通过[001]取向镍基单晶合金压缩蠕变性能测试及组织形貌观察,确定出合金经压应力蠕变后的组织结构是γ'相沿平行于应力轴方向形成P-型筏状组织。采用三维应力应变有限元方法计算出立方γ/γ'两相共格界面的Von Mises应力分布,研究了施加应力对应力分布及γ'相定向粗化规律的影响。结果表明,施加压应力可改变立方γ/γ'两相的应力分布,γ'相的定向粗化取向与γ基体通道的Von Mises应力分布密切相关,其中,在施加压应力作用下,立方γ'相的(001)晶面产生较大的Von Mises应力及应变能密度变化是使其发生组织演化的主要原因。并进一步提出压应力蠕变期间,合金中发生元素定向扩散和γ'相定向生长的驱动力。     

突端刀具的最大刀尖圆角半径的计算

为了提高弧齿锥齿轮的弯曲强度,避免小轮的轮齿根部与大轮的轮齿顶部发生干涉,本文讨论用突端刀具切制弧齿锥齿轮时刀具的最大刀尖圆角半径的计算办法,并给出了计算公式.     

内压对5A02铝合金充液剪切弯曲管成形和壁厚分布的影响(英文)

为了研究内压对5A02铝合金充液弯曲管成形和壁厚的影响,通过实验的方法研究内压对5A02铝合金充液剪切弯曲管成形缺陷、成形圆角和轴向壁厚分布的影响。通过数值模拟分析了内压对轴向应变的影响和厚向应变不变线在成形管件上的分布。结果表明:当相对内压(成形内压与材料屈服强度的比)大于0.2时,能够顺利成形。当相对内压从0.2增大到1.2时,第一弯角外圆角对应的相对弯曲半径由0.3降低到0.025,轴向最小壁厚由1.45mm降低到0.87mm。根据变形特点可以将充液剪切弯曲管分为补料区、第一弯角、剪切区、第二弯角和夹持区。在轴向补料的作用下,补料区和第一弯角轴向为压应变。远离补料区的第二弯角和夹持区主要为拉应变。随着内压的增大,剪切区轴向应力由压应力变为拉应变。一方面,内压越大,成形圆角越小,对轴向补料的阻碍作用更强;另一方面,成形小圆角时产生了额外的轴向拉应变。根据厚向应变特点可以将充液剪切弯曲管件分为增厚区和减薄区,当相对内压为0.4时,增厚区为补料端和夹持端,减薄区位于两弯角的外圆角处和剪切区。     

隔膜泵油缸V形圈的密封性能分析与结构优化

为提高隔膜泵油缸活塞的密封性能,以隔膜泵的活塞V形圈为研究对象,基于正交试验方法,利用ANSYS Workbench软件对不同结构参数的V形圈进行仿真。以最大Von Mises应力和最大接触压力为评价指标,讨论影响指标数值变化的主、次要结构参数,并对V形圈进行结构优化。结果表明：影响最大Von Mises应力的主要因素是唇外倒角和唇内边长;唇外倒角越大,最大Von Mises应力越大;而唇内边长过大或过小都会引起最大Von Mises应力的增加。影响最大接触压力的主要因素是唇外倒角、唇口内角和唇外边长;最大接触压力随唇外倒角的增加而增加,随唇口内角和唇内边长的增加呈下降趋势。优化后的V形圈最大接触压力减小6%,仍满足密封要求;最大Von Mises应力减小28%,密封性能显著提高。     

直齿变位齿轮的参数化设计及优化

阐述了基于Pro/Program直齿变位齿轮的参数化设计方法,该方法可根据中心距及齿数、模数等自动计算出变位系数,并根据基圆与齿根圆的大小关系,自动选取相应的建模过程,建立出满足要求的变位齿轮模型.运用Pro/Mechanica对齿轮模型进行了静态分析,并对齿轮的主要结构参数对静态特性的影响程度进行了敏感度分析,最后对齿轮模型进行了优化,在最大应力及最大应变满足要求的情况下,使其总质量最小.     

U型钢弯曲成形时圆角部位的应力和应变

为了研究板料弯曲成形时圆角的应力和应变变化规律,首先对U型钢弯曲时圆角部位的应力分布进行了理论分析,分析可知:板料弯曲段圆角处的外层切向应力向中性层逐渐减小,在外表面处达到最大值为1.156σs0;内层的切向应力在内表面最小其绝对值为1.156σs0。采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了模型模拟分析了厚度分别为4和6 mm的板料成形过程,模拟可知:圆角处的应力大小与板料的相对弯曲半径有关;圆角部位的应力值大于屈服强度且小于抗拉强度,说明圆角部位发生弹塑性变形。通过建立板料冷弯成形测试装置对板料圆角部位的应变进行了分析,分析可知:板料成形时圆角处的应变大小与板料的相对弯曲半径有关,应变值随弯曲角度的增大不断增加,离圆角部位的距离的越远,变形减少的越快。     

发动机飞轮齿圈的失效分析

45钢制发动机飞轮齿圈在使用了约2 000 h时发生断齿故障。为了揭示断齿的原因,对失效的飞轮齿圈进行了宏观检验、金相检验、化学成分分析和硬度检测。结果表明,飞轮齿圈断齿的主要原因是齿根处未被感应淬火和齿根圆半径偏小,前者导致由于产生拉应力而大大降低齿根处的弯曲疲劳强度,后者加剧了齿根处的应力集中,导致裂纹的萌生。通过加大齿根角和改进感应淬火装置,飞轮齿圈的断齿问题已得到解决。     

圆角滚压对螺栓残余应力分布及疲劳寿命的影响

利用ABAQUS结合Fe-safe建立了TC4钛合金高锁螺栓的圆角滚压和拉拉疲劳有限元模型,并进行了试验验证。分析了滚压深度、滚轮圆角半径对螺栓残余应力分布和疲劳寿命的影响规律。滚压后,螺栓的疲劳寿命由3万次提高至20万次以上;随着滚压深度的增加,螺栓圆角的最大压应力和压应力深度也随之增加并趋向于稳定,疲劳寿命出现先增后减的趋势;随着滚轮圆角半径的增加,滚压后螺栓的压应力区域增大,表面最大压应力减小,并在滚轮圆角半径为螺栓圆角半径的90%时趋于稳定,最佳滚轮圆角半径为螺栓圆角半径的90%～95%,尺寸过大或过小均会导致疲劳寿命显著降低。结果表明,在滚压深度为0.02 mm、滚轮圆角半径为0.47 mm时,螺栓圆角的疲劳寿命达到最大值。     

金刚石圆锯片水槽的结构优化

本文建立了金刚石圆锯片的切削力分析模型,采用有限元的方法对金刚石圆锯片的水槽结构,以水槽的倾斜角度（水槽与径向之间的夹角）、水槽的底孔半径、水槽左、右侧边的角度结构参数为试验因素,进行静力分析计算,探讨各种结构参数对锯片最大VonMises应力的影响。分析结果表明,在相同的工作条件下,合理的水槽结构能使锯片的应力分布均衡,高应力区均大大缩小,当水槽的倾角为γ=8,R=4．5,Ф=ψ=5时,锯片的锯切效果最好,最大Von Mises应力降低13．87％,从而提高锯片的使用寿命。