钢丝绳股内钢丝应力—应变分布的计算模型及数值模拟

应用微分几何理论及利用ANSYS软件进行6×7IWS钢丝绳的几何建模和有限元建模,进行6×7IWS右同向捻和右交互捻两种钢丝绳模型对比,从几何结构上得出规律性结论,对两类钢丝绳确定相同的边界条件进行有限元计算。结果显示了两种捻向组合下钢丝绳股内钢丝应力分布及应力值的区别。对照几何模型的分析,得出相关性规律,同向捻制钢丝绳股内钢丝的应力变化幅度高于交互捻钢丝绳,应力变化周期同向捻高于交互捻,绳股中钢丝所处的位置不同,钢丝的应力也有很大差别,在一根钢丝中,应力分布与该丝所处的捻绕位置有很大相关性。通过试验验证分析结论,与模拟结果基本相符。     

编织防扭钢丝绳应力分布数值模拟研究

针对编织防扭钢丝绳的结构特点,应用微分几何相关理论,推导出编织防扭钢丝绳钢丝的空间曲线参数方程,利用软件建立了编织防扭钢丝绳的三维几何实体模型;通过适当的网格划分得到了编织防扭钢丝绳的有限元模型,对钢丝绳施加约束与载荷后,进行数值模拟计算;分析数值模拟结果,揭示出绳股沿绳轴线方向及在绳股横截面内的应力及变形分布规律;对比摩擦因数取不同值时的计算结果,得出了摩擦因数对绳股应力及变形的影响规律。     

钢丝绳股内钢丝的载荷分布

应用微分几何理论分析钢丝绳结构特点及钢丝的空间螺旋缠绕关系,利用ANSYS软件开发常用的几种金属绳芯钢丝绳的建模程序,建立6×19IWS右同向捻和右交互捻两种钢丝绳的几何模型.通过适当的网格划分得到了钢丝绳的有限元模型,以钢丝绳一端约束三个方向自由度,另一端施加轴向集中载荷作为加载工况,确立模型求解的边界条件,并进行数值模拟.分析数值模拟结果,得出钢丝绳股内处于不同位置钢丝在长度方向上应力呈螺旋状分布,钢丝截面上应力呈中心对称分布的规律,对照分析两种捻向组合钢丝绳中对应钢丝的应力分布规律,指出捻向组合对钢丝绳股中钢丝应力分布的影响.确立钢丝绳拉伸试验方案,进行6×19IWS钢丝绳拉伸试验,用四种载荷下的拉伸变形量验证了数值模拟结果,试验结果与模拟结果基本吻合.     

钢丝绳三维有限元建模及静态拉伸应力状态分析

钢丝绳由多根高强度钢丝捻制而成,具有强度高、柔性好、承载力强等特点,在矿山、码头、交通等领域得到了广泛的应用.根据钢丝绳的几何结构特点,建立了 7×7交互捻的钢丝绳三维有限元模型,并分析了钢丝直径、中心股捻距、外层股捻距和整绳捻距对钢丝绳周期性的影响.采用ANSYS进行优化参数的有限元模型进行静态拉伸载荷下的应力-应变...     

圆弧齿线圆柱齿轮齿面啮合接触冲击应力分布研究

为了研究圆弧齿线圆柱齿轮齿面啮合接触冲击应力的分布规律,基于齿轮系统动力学理论和齿轮传动物理模型,分析了啮合接触冲击发生的原因;根据齿面方程建立精确的三维模型,进而建立不同冲击位置的啮合接触冲击有限元模型;通过对不同冲击速度下不同位置发生的啮合接触冲击进行仿真分析,研究齿面啮合接触冲击应力的分布规律。结果表明,在分度圆附近和齿顶附近发生啮合接触冲击时,从动轮危险区域出现在受载齿面齿根附近;在齿根附近发生啮合接触冲击时,从动轮危险区域出现在非受载齿面齿根附近。     

三维弹塑性滚动接触分析的工程模型

符号说明 aH，bH：赫兹接触椭圆的长半轴，短半轴，m az，ay：网格间距，m a（张量）：当量应力的二次偏导数 A（张量）：连接应力增量与应变增量的张量     

拉伸和扭转载荷下WR-CVT非连续接触钢绳环应力及变形研究

本文利用ProE/5.0建立2/3捻距钢绳环非连续接触三维模型,在Abaqus中进行轴向拉伸和扭转载荷下的非连续接触钢绳环有限元分析,在非连续接触钢绳环损伤试验台上对钢丝绳进行磨损实验,并借助光学显微镜(OM)对磨损后钢丝表面磨痕分布进行了分析,结果表明:等效应力、轴向应力、轴向变形均沿钢丝绳轴线方向呈螺旋状分布;在绳股截面上,等效应力由芯丝向侧丝逐渐递增,在绳槽接触区域出现最大值,实验表明钢丝表面也呈现椭圆磨痕,与仿真结果相一致.     

绞制线邻层线股间接触分析

利用有限元分析法建立了通用的绞制线邻层线股间的微动接触模型,以LGJ150/25型钢芯铝绞线为对象,根据其线股的受力特点,分析了接触压力、轴端拉力、摩擦因数等微动参数对接触区应力分布的影响。结果表明,线股间的接触区域呈椭圆状,当载荷较小时,接触区主要发生弹性变形,综合应力及法向接触应力从中间向边缘递减,随着施加载荷的增加,接触的线股从弹性变形转变为塑性变形,此时在接触区的边缘出现比中心带大的应力集中。有限元分析结果与试验结果的对比,证明了有限元分析的有效性。     

疲劳应力统计分布与可靠度计算模型

指出了两类疲劳应力统计分布影响因素：横向统计分布影响因素和纵向统计分布影响因素。在不同应力统计分布影响因素作用下须采用不同的可靠度计算模型。提出了同时存在疲劳应力的两类统计分布影响因素时的可靠度计算模型：Ｍｉｎｅｒ定理－干涉模型综合法。使用该法计算了某构件在复杂载荷作用下的疲劳可靠度。     

渐开线齿轮接触应力分布规律的研究

以一对啮合齿轮的接触应力为研究对象,分别利用Hertz公式和有限元法进行了接触应力的计算.通过对啮合轮齿在一个啮合周期内的接触应力进行计算和分析,发现了2种方法所得出接触应力的差异.     

楔块式超越离合器接触应力有限元分析

利用Marc软件建立由楔块、内环和外环组成的楔块式超越离合器的摩擦传动三维有限元计算模型,进行接触状态分析,确定楔块等零件应力、应变和变形,为超越离合器的设计和优化研究提供依据。     

关于面齿轮接触和弯曲应力有限元计算方法的研究

根据面齿轮加工基本坐标系和齿轮啮合原理,由刀具齿面方程和坐标转换矩阵建立了面齿轮齿面方程,通过编程计算出面齿轮齿面点,实现了面齿轮三维可视化建模。采用三维有限元分析方法,研究了5种不同载荷条件下面齿轮传动的接触应力、弯曲应力和重合度的变化规律。计算结果表明,随着载荷的增大,面齿轮齿面接触区和重合度增大;在单齿啮合时,面齿轮接触和弯曲应力最大,弯曲应力最大值出现在沿齿高方向靠近中间的位置。本文对面齿轮传动的强度设计具有一定的指导意义。     

变桨轴承钢球/沟道接触载荷分布规律

工程实践表明,安装基础刚性、螺栓预紧力、安装表面平面度等各种因素对风力发电机变桨轴承的运行性能有显著影响,钢球/沟道接触载荷分布规律是研究转盘轴承运行性能、承载能力及寿命等的基础。讨论了一种用弹簧单元模拟钢球/沟道接触的有限元建模方法,并给出了应用实例,研究了安装基础刚性、螺栓预紧力、安装表面平面度等对变桨轴承钢球/沟道载荷分布规律的影响。     

基于接触应力的挖掘机工作装置有限元分析

以斗容量0．5m3单斗液压挖掘机为例,分析了传统的挖掘机工作装置有限元分析方法的不足。引入接触应力方法,对挖掘机工作装置进行整体有限元分析。介绍了接触应力及其应用过程,这一有限元分析方法更符合挖掘机工作装置在实际特定工况下的受力状态。     

钢绞线拉伸真实全曲线测定方法的研究

介绍了钢绞线拉伸真实全曲线的测定方法，并根据国家标准GB／T5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》与GB／T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》的要求，通过钢绞线拉伸全曲线确定其规定非比例延伸力、最大力及最大力总伸长率。真实全曲线的测定方法克服了传统力学性能自动测定仪器用力-夹头位移曲线（伪拉伸曲线）代替真实力-伸长曲线所带来的不可避免的较大误差。同时，还分析了试验过程中不同因素对结果的影响程度，并进一步规范钢绞线拉伸试验方法。     

准双曲面齿轮齿面接触应力过程计算

针对准双曲面齿轮疲劳破坏中出现几率最高的齿面接触疲劳强度问题,在齿面接触分析（TCA）和承载接触分析（LTCA）的基础上,采用弹性力学中2个空间曲面弹性接触计算方法,计算了齿轮副在整个啮合过程中齿面最大接触应力的变化过程,指出了最大接触应力所在的齿面位置,这一点与现有的强度计算方法不同,为实际工程中准双曲面齿轮的接触强度设计与校核提供了更为准确的方法。     

新型双向密封件的接触变形及应力分析

利用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,建立X型和V型组合式密封件的轴对称有限元模型,分析其在沟槽内受压缩的几何变形与接触应力分布规律,比较了该类型组合式密封件与工程上常用的滑环式组合密封圈的应力分布情况。结果表明:新型组合式密封圈低压时也能很好地密封,而且密封件整体宽度大,可以承受更大的径向载荷。滑环式组合密封圈摩擦阻力小,耐磨性良好,其结构可以承受较高的油压,适合于动、静密封。新型组合密封圈的单位面积上摩擦功耗小,适用于旋转密封或摆动密封。     

接触路径对弧齿锥齿轮接触应力和弯曲应力的影响

采用TCA、LTCA及弹性理论综合分析的方法研究了接触路径对弧齿锥齿轮接触应力的影响，利用有限元应力影响矩阵法分析了齿根弯曲应力状态，实验测定了接触路径倾斜度不同的弧齿锥齿轮的齿根弯曲应力。数值仿真与实验都证明，通过倾斜接触路径得到的高重合度弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理，在强度方面具有明显的优越性。