煤矿液压支架单伸缩立柱强度有限元分析

基于煤矿液压支架单伸缩立柱结构特点,介绍了一种适用于液压支架单伸缩立柱强度分析的有限元仿真分析方法。此种方法可实现煤矿液压支架单伸缩立柱的动载和静载有限元仿真分析,进而获取到更为全面的强度分析结果。为验证单伸缩立柱强度有限元分析方法的应用价值,分别采用数值计算和试验测试数据与有限元分析方法进行匹配对比,最终确认有限元分析方法具有较高的分析精度。     

MEMS扭转疲劳试验装置设计研究

设计了一种平行板电容驱动MEMS扭转疲劳试验装置.通过理论分析和有限元分析两种方法去预测该装置的吸附电压,并将所得结果进行对比,证明两种方法具有一致性.最后通过对比试验结果与理论计算结果证实了该理论分析方法的有效性.同时也就证实了有限元分析方法的有效性.通过有限元分析得到的疲劳试样应力分布情况表明该装置可以达到MEMS疲劳测试所要求的应力水平.     

混凝土内部受压力学性能试验与本构分析

为了精准测量受压混凝土内部应力-应变关系,通过在丙烯酸树脂杆上布置电阻式应变片,测量得到混凝土试块内部应变,研发大量程微型土压力盒实现混凝土内部应力测量。将相关测试装置预埋在混凝土试块内部,完成混凝土试块单轴压缩试验,获得精准的混凝土内部应力-应变关系数据。结果表明,混凝土内部本构模型相对于传统本构模型具有良好的延性,且峰值强度远高于传统本构模型。结合国内外几种具有代表性的混凝土本构方程对试验进行了有限元模拟,针对应力-应变曲线、峰值强度及峰值应变进行了对比分析。分析结果表明：实测的混凝土内部应力-应变曲线合理准确,相关测量方法具有良好的精度和可行性;基于我国规范模型的有限元模拟结果与试验结果吻合最好,可进一步推广使用。     

气动辅助超声喷丸强化研究

根据气动辅助超声喷丸强化试验的要求和特点,设计制造了试验用超声变幅杆和气丸混合室以及其他辅助装置,验证了新型喷丸方式的可行性。利用压力测试系统实测弹丸的最大冲击力,应用LS-DYNA软件对单颗弹丸冲击工件的过程进行有限元仿真,对残余压应力仿真结果与理论结果进行对比分析。结果表明:弹丸的实际冲击力与仿真最大压力相当,仿真和接触力学理论得到的残余应力变化趋势相同,仿真结果可以用于对超声喷丸进行初步的预测和分析。     

飞机投放挂架的塑性接触问题分析

滚柱回转形式飞机投放挂架结构形状复杂,且工作中发生影响其投放功能的较大塑性变形和残余应力,但运用解析方法很难求解.文中首先通过对一对圆柱体的挤压变形分析,对比经典Hertz公式与数值分析方法的计算结果,说明采用ANSYS有限元软件分析接触问题的有效性.然后运用ANSYS软件对挂架结构进行塑性变形和应力分析,并与试验结果进行比较,验证数值分析方法和应用软件求解复杂形状结构接触塑性变形问题的有效性.研究方法对挂架结构的进一步修改和优化奠定了数值分析基础.     

乘用车后轴寿命预测方法的对比研究

以某乘用车后轴为研究对象,将有限元方法与后轴的可靠性试验相结合,在静力分析结果的基础上,采用名义应力法和局部应力应变法两种疲劳分析方法,对两种不同热处理方式得到后轴进行疲劳仿真计算,并以后轴疲劳台架可靠性试验结果为标准,对比分析结果与试验结果,寻找更接近实际台架试验情况的疲劳分析方法。结果表明:当低周疲劳的工作应力接近或超过材料的屈服极限时,采用应变疲劳分析法对结构进行疲劳分析,其结果更为精准。     

异形件两道次拉深试验与有限元模拟

塑性成形领域中对钣金件非对称零件的两道次拉深成形一直是个难题。以非对称形件为研究对象,采用数值模拟和试验相结合的方法进行了研究。试验中采用网格法研究了两道次拉深后得到的成形件局部应变分布和第二道次成形件的壁厚变化。数值模拟中采用两道次连续成形的方法进行了仿真分析,根据仿真结果分析了成形性、应力、应变分布等,同时得到了对应试验结果仿真结果,并将试验结果和仿真结果进行了对比。结果表明,多道次有限元模拟中厚度变化与试验相差较小,可以通过有限元模拟预测多道次成形件厚度;多道次有限元模拟中应变分布与试验相差较小,可以通过有限元模拟预测多道次成形件成形性;采用多道次连续成形方法可以解决多道次成形中不同道次间材料属性变化难处理的问题。     

基于热循环曲线法的低合金高强钢对接接头焊接残余应力数值模拟

以Q345低合金高强钢对接接头为研究对象,建立热-冶金-力学耦合的三维有限元模型,在考虑相变情况下采用三维双椭球体热源模型对单道焊的焊接温度场进行数值模拟,再基于提取的热循环曲线(TCC)对该热源模型进行简化。分别采用三维双椭球体热源模型和基于TCC简化的热源模型对单道焊和多道焊对接接头的残余应力进行计算,并进行了试验验证。结果表明：根据温度场模拟得到的单焊道焊缝TCC与试验结果吻合良好,相对误差小于2.34%,验证了提取的TCC的准确性;采用三维双椭球体热源模型和基于TCC简化热源模型模拟得到的接头残余应力与试验结果吻合良好,其中单焊道接头纵向残余应力相对误差分别小于11.38%,4.34%,验证了2种模拟方法的准确性;与三维双椭球体热源模型相比,基于TCC简化热源模型的计算效率提高32%以上。     

柴油机缸盖瞬态响应分析

为了给缸盖的疲劳寿命预测提供准确的边界条件,以某型柴油机缸盖为研究对象,运用ANSYS有限元分析软件,采用直接积分法对其进行了标定工况的瞬态计算,将计算结果与有限元静力学分析结果对比,修正了缸盖的瞬态分析方法。考察瞬态计算得到的应力多轴状态,研究高应力梯度部位多轴应力的变化趋势,结果表明:气缸盖在工作时,结构上的多轴比例载荷与多轴非比例载荷状态共存。     

一种重载货车车钩强度的分析方法

以重载货车常用的16型、17型车钩为研究对象,设计一种比耦合车钩强度分析更便捷和准确的单车钩强度分析方法.进行车钩装配体的对拉试验,得到关键部位的应力测试结果;建立耦合车钩装配体有限元模型,得到车钩的应力状态.结果表明钩体仿真与试验较为吻合,钩舌仿真与试验存在较大差异.对17型车钩进行了详细的准静态受力分析,确定影响车...     

液压挖掘机工作装置应力测试与有限元分析

以某型号的液压挖掘机工作装置为研究对象,采用贴电阻应变片的方法对动臂和斗杆进行静应力测试,并利用ANSYS有限元软件对工作装置展开仿真计算分析,通过将应力实测值与仿真值进行比对验证了有限元模型的正确性,为工作装置进一步结构优化设计提供了参考依据。     

高强低合金钢焊接过程多物理场耦合数值模拟

目前高强低合金钢焊接数值模拟中,采用热-力耦合分析时,忽略固态相变效应,残余应力模拟值与试验测量值误差较大。为提高焊接数值模拟精度,根据多场耦合关系,基于传热学、固态相变理论和连续介质力学,建立焊接过程多物理场耦合本构方程,并通过子程序将其嵌入到通用隐式有限元程序中。采用数值模拟与试验分析的方法研究高强低合金钢小试样的自由膨胀试验、相变塑性试验及平板焊接试验应力及各应变分量的演变。研究结果表明：固态相变体积变化引起的相变应变对残余应力有显著影响,不但改变了残余应力的大小,甚至改变了残余应力的符号,考虑相变塑性应变时会降低应力的水平。残余应力改变程度与相变程度有关系：完全相变区影响最大,部分相变区次之,未发生相变区最小。相变应变和相变塑性应变最终大小相当。研究方法为深入了解高强低合金钢焊接过程和焊接工艺优化提供了理论基础。     

光学玻璃磨削机理的仿真研究

采用有限元仿真分析方法,利用有限元增量理论建立了玻璃材料的弹塑性本构关系,对单颗金刚石磨粒的磨削过程进行了仿真,最后从最大拉应力、磨削力、磨削力比3个方面对仿真结果进行了分析研究,为玻璃磨削加工的工艺参数优化和工艺规划奠定了基础。     

TRIP590先进高强钢板的双向加载变形行为

为了探索TRIP590先进高强钢板的复杂变形行为,从试验、理论和有限元模拟三个方面对其在不同双向加载路径下的应力应变关系进行研究。针对TRIP590先进高强钢板料进行十字形试件的双向拉伸试验,获得了不同加载路径下的双向拉伸变形性能。基于弹塑性理论和广义胡克定律,采用Mises屈服准则和Hill48屈服准则(Hill屈服准则采用两种方法求解其参数)给出包含弹性和塑性应变在内的双向拉伸真实应力-真实应变关系曲线,并与试验结果进行对比,分析不同屈服准则的精度及误差原因。采用ABAQUS有限元软件,基于Mises和Hill48两种屈服准则对十字形试件不同加载路径下的双向拉伸试验进行有限元模拟。将试验直接采集到的不同加载路径下的双向拉伸载荷-位移数据与有限元模拟结果进行对比,进一步分析不同屈服准则的精度,同时验证采用本研究中的十字形试件的双向拉伸试验来计算双向应力-应变关系的可行性。研究结果可为TRIP590先进高强钢板在实际成形工艺中的应用提供重要的技术支撑。     

基于ANSYS的电梯轿架强度计算与分析

针对电梯轿架结构强度的理论计算复杂和应力试验周期较长的问题，采用CAE仿真分析方法，结合ANSYS Workbench有限元分析软件，对电梯轿架结构强度进行有限元分析计算，得到电梯轿架结构在各个运行工况下的应力分布状态和应力数值大小，并分析了其疲劳强度满足要求，确保了轿架结构强度的安全可靠性，为应力试验提供了可靠的参考依据。     

弱刚性钣金件受力下的贴模度仿真分析

贴模度是飞机钣金件检测中的常用指标。对于易变形的弱刚性钣金件,通常的数字化测量与分析方法只能得到自然状态下的贴膜度误差检测数值,不能满足实际要求。在数字化测量分析的基础上,对钣金件测量数据进行有限元仿真分析,在误差大的位置施加一定的载荷,模拟受力下的贴模度检测过程,不仅能计算钣金件局部发生弹性变形后各测量点的贴模度数值,而且能直观地观察到材料的变形以及每个测量点所需承受的应力。     

基于Abaqus的电梯轿架有限元分析与结构优化

以SolidWorks对某电梯轿架进行三维建模,基于Abaqus对电梯轿架在静强度最不利的超载工况下进行有限元仿真分析,得出轿架结构在超载工况下应力最大区域、应力大小与分布规律。采用电阻应变片测量法测量实际样机在超载工况条件下的应力值,将有限元分析值与实测值对比,验证有限元分析结果的准确性。并且,根据有限元仿真结果对轿架结构进行合理优化,提高轿架结构的安全系数,减轻轿架重量,为轿架结构优化改进提供可靠理论依据。     

随机载荷作用下汽车驱动桥壳疲劳寿命预估

运用三维造型软件Pro/Engineer建立某型商用车驱动桥后桥壳的实体模型.依据有限元基本理论,在MSC.Patran中进一步建立该桥壳的有限元模型,利用有限元分析系统MSC.Nastran进行桥壳的应力分析和模态分析.同时建立与该桥壳相匹配的某型商用车的整车多体动力学系统模型,并进行在不同等级的虚拟路面上的整车动力学分析,得到作用在桥壳弹簧座上的随机载荷历程.综合有限元分析获得的应力结果和以上所得到的随机载荷历程数据,利用专业级疲劳分析系统MSC.Fatigue,进行桥壳整体基于S-N法的单事件和多事件复合工况下疲劳性能分析,给出桥壳疲劳寿命的分布情况和最危险点的寿命值.通过与台架疲劳试验的桥壳失效情况相对比,预估结果与试验结果一致.     

飞艇吊舱结构有限元分析与试验

吊舱是飞艇的重要组成部分.通过有限元方法对飞艇吊舱结构进行静强度分析,得到飞艇吊舱的应力与位移云图.对飞艇吊舱结构进行静力学试验,并将试验结果与有限元分析结果进行对比,确认两者较为吻合.     

变速箱中间轴焊接结构多轴疲劳寿命分析方法

重载车辆传动系统具有大速比、大扭矩的特点,其变速箱中间轴焊接结构承受复杂工作载荷,焊缝处易发生多轴疲劳破坏。为了更准确有效地对中间轴焊接结构的疲劳寿命进行评估,基于多轴结构应力法提出一种重载车辆变速箱中间轴焊接结构疲劳寿命分析方法,即建立含有焊缝细节的中间轴焊接结构有限元模型,求解得到焊缝危险点处的结构应力分量时间历程,并在结构应力平面上合成载荷路径,求得非比例加载路径的等效应力范围,最后结合主S-N曲线确定焊接结构的疲劳寿命。采用该方法分别对中间轴焊接结构的焊根、焊趾部位进行疲劳寿命分析并与疲劳台架试验结果进行对比,结果表明：分析得到的疲劳破坏位置和寿命值与疲劳台架试验结果均有良好的一致性,且焊根与焊趾寿命分析结果间的差异与已有文献多轴疲劳试验数据相一致,说明采用多轴结构应力法对变速箱中间轴焊接结构的疲劳寿命评估是可靠的。