高锁螺母收口、装配及松动过程有限元分析

针对UNJ螺纹高锁螺母开展了有限元建模方法研究,编写了可生成结构化网格的建模程序,并建立了精细的有限元网格模型。对高锁螺母的收口过程、装配过程及受到横向载荷下的松动行为进行了有限元仿真,并通过拧紧试验对仿真得到的锁紧力矩值进行了验证。仿真结果表明：在一定收口量范围内,高锁螺母的最大径向位移量以及锁紧力矩均与收口量近似满足线性关系,且随着收口量的增大,最大径向位移量与锁紧力矩均增大;高锁螺母的锁紧力矩越大对应防松性能越好,然而收口量对防松性能存在最优值,当收口量超过最优值后,继续增大收口量对防松性能的提升效果并不显著。     

基于ABAQUS二次开发的钛合金自锁螺母收口过程研究

为探究钛合金自锁螺母收口工艺参数对收口区域成型规律的影响,基于ABAQUS建立钛合金TC4自锁螺母收口成型过程的有限元仿真模型,对ABAQUS进行二次开发以实现前处理过程的参数化,建立GUI界面从而有效减少收口过程有限元仿真模型建立所需的时间与精力,提高有限元仿真效率。仿真研究结果表明：增大收口量与收口点高度能够显著提高自锁螺母变形程度,从而提升产品的锁紧性能。     

锁紧螺母扭矩设计与重复使用特性研究

针对目前有效力矩型锁紧螺母研究中缺乏完善的扭矩设计方案,分析锁紧螺母工作原理,在普通螺纹紧固件扭矩-夹紧力公式的基础上建立修正公式,通过拧紧试验和数据整理分析,确定扭矩设计方案。同时结合反复拧紧-振动试验、反复拧入拧出试验和理论分析,研究锁紧螺母重复使用特性问题。研究结果表明:压扁收口自锁螺母重复使用次数在5次以内,尼龙自锁螺母重复使用40次,螺母仍能保证足够的防松性能。但尼龙自锁螺母重复使用超过20次以后,需适当加大初始拧紧扭矩,超过40次则不推荐继续使用。研究结果对于锁紧螺母的扭矩设计及使用有一定的指导意义。     

六角开槽自锁螺母工艺的改进

六角开槽自锁螺母(图1)在进行锁紧力矩试验时,要求第一次拧入试验螺栓的力短值不大于aNm,而第15次拧出试验螺栓的力短值不小于bNm。由于螺母的锁紧性与其收口大小和热处理变形等有关,所以不易控制力短值。经过反复试验,找出了行之有效的方法,这就是采用锥度螺纹塞规直接控制锁紧区的收口大小。     

铆螺母安装过程仿真建模及锁紧力矩衰退规律研究

铆螺母是一种新型紧固件,现已广泛应用于汽车、航空和建筑等领域。基于ABAQUS有限元仿真软件建立了铆螺母安装与失效过程的三维有限元数值仿真模型。结合仿真分析以及试验研究,分别探究了铆螺母变形区厚度对紧固件安装成型规律影响,以及收口工艺参数对锁紧力矩的影响规律。结果表明,变形区厚度为0.44 mm时铆接结构的轴向拉拔力最大,并且能够紧密贴合被连接件。此外,采用矩形收口能够保证铆螺母获得比较均匀的径向变形,并且获得足够的锁紧力矩。并且开展了锁紧力矩衰减实验,探究了收口后铆螺母多次使用后的力矩衰减规律。开展了铆螺母变形区厚度与收口形式对结构的力学性能影响研究,对此类紧固件的设计制造具有一定的参考意义。     

某型高锁螺母收口工序研究

通过仔细分析,设计出了圆弧形收口压头,与平头形收口压头相比,优点在于圆弧形压头与螺母接触面积增大,受力面积相应增加,这样收口量比平头要小很多即可达到规定的锁紧力矩和松脱力矩,同时受力由集中变得均匀分散。     

自锁螺母收口夹具的设计

针对非金属嵌件自锁螺母收口时容易产生裂纹、非金属嵌件滑动等质量问题,基于多年加工实践经验,设计了自锁螺母收口夹具,有效地解决了自锁螺母的加工问题。该设计有很强的实用价值。     

磨变螺距自锁螺母夹具

锁紧螺母是机床锁紧结构中常见的一种零件。一些精密机床对主轴的锁紧螺母精度要求较高,往往由于装配调整时发生偏差影响了主轴的装配精度,所以,一般在高精度机床上需要对这一环节作提高精度的研究。我厂在新产品Y2250弧齿锥齿轮铣齿机和Y2080 I弧齿锥齿轮磨齿机的主轴上,采用了新结构的变螺距自锁螺母(图1),这种变螺距自锁螺母是在同一个螺母的内螺纹中,靠近内螺纹的后半部留2～3个螺距处     

航空发动机轴承内环松动理论研究

研究了轴承内环松动的航空发动机转子系统的振动特性。结合内环间隙的轴承组件的结构和几何特点,研究轴承内环和锁紧螺母之间的相对运动关系。在此基础上提出了轴承内环和锁紧螺母之间滑动摩擦载荷的计算方法。建立了带有轴承内环间隙的竖式转子的动力学方程。该方程考虑了内环间隙带来的刚度非线性以及内环和锁紧螺母之间的摩擦载荷带来的阻尼非线性。数值求解动力学方程,得到转子系统的振动响应如波形、频谱和轴心轨迹等。定量研究转子结构参数,如转子的不平衡量、内环间隙尺寸和锁紧螺母拧紧力矩等对转子振动特性的影响。结果表明:内环端面和锁紧螺母之间的内摩擦取决于它们的相对运动关系,正比于锁紧螺母拧紧力矩,并可能促进转子同步正进动,进而导致转子失稳;转子失稳时,振动响应包含系统固有频率、工频及固有频率和工频的差频3种等频率成分;转子不平衡量、内环间隙大小和锁紧螺母拧紧力矩等均对转子的失稳产生影响;合理控制这些参数可以避免因内环松动导致的转子失稳。     

数控螺母收口机控制系统设计

分析了数控螺母收口机的工作要求,并根据要求利用FX3U系列PLC,MR-J3A系列伺服系统及触摸屏构建了设备的绝对位置控制系统,实现了上料、收口加工过程的全自动化.大大提高了自锁螺母收口自动化水平和生产效率.     

GH2132高温高应变率下力学性能分析与Johnson-Cook本构模型的建立

对铁基高温合金GH2132进行了准静态压缩试验和分离式霍普金森压杆(SHPB)试验,获得了该材料在不同温度和应变率下的应力应变曲线,分析了其力学行为.GH2132在准静态压缩过程中出现加工硬化且没有明显的屈服阶段.在SHPB试验中,GH2132有明显的温度软化效应,当应变率在4000～8000 s-1之间时表现出应变率...     

楔形螺纹连接扭拉关系理论分析及拧紧特性

楔形锁紧螺母是一种应用广泛的防松结构,但是当前关于楔形螺纹连接的扭拉关系理论分析和拧紧特性因素分析的研究成果匮乏,导致楔形锁紧螺母的安装工艺一直缺少理论指导。首次建立并验证了楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式,并对其拧紧特性进行了影响因素分析。首先考虑楔形螺纹面的复杂几何形状,构建楔形斜面上任意区域的局部坐标系,通过坐标转换获得了任意楔形区域的平面方程、切向和法向矢量,在此基础上建立楔形锁紧螺母拧紧过程的扭拉关系理论公式;然后建立精确的楔形螺纹连接有限元模型,仿真了实际的拧紧过程,通过改变不同的摩擦系数、楔形角和螺距,得到拧紧扭矩-预紧力的离散数据点,通过对比理论公式所绘制的扭拉关系直线,从数值仿真角度验证了楔形螺纹连接扭拉关系理论公式的可靠性;同时,采用航空航天领域的两种典型楔形锁紧螺母作为试验对象,通过拧紧试验进一步验证理论公式的可靠性。最后系统研究了螺栓螺母材料、被压件材料、螺纹规格、螺母结构形式、拧紧次数等因素对楔形锁紧螺母扭矩系数和重复拧紧性能的影响规律。     

单向离合器接触摩擦及承载性能的研究

探讨了多体接触型单向离合器的摩擦及承载特性；采用弹性力学有限元方法分析了该离合器摩擦自锁性能和摩擦锁紧中的接触体与内外圈的接触强度特性；建立了该离合器的摩擦及承载性能分析的数学模型。通过数值分析，给出了内外圈和接触体的应力分布曲线以及接触产生的最大应力位置。结果表明，该离合器的摩擦自锁特性与接触构件的几何形状、材料特性、载荷以及接触状态有关。摩擦啮合过程是几何学与摩擦学的耦合。研究中不仅计人了静摩擦和摩擦锁紧时刚体位移的影响，而且还考虑到接触摩擦锁紧过程中存在的滑动摩擦，通过确定滑动区域，正确判定了离合器的摩擦锁紧状态。最后通过实例计算分析验证了本方法的有效性。     

新型涂层刀具切削高温合金GH2132的试验研究

采用新型涂层硬质合金刀具对高温合金GH2132进行车削刀具磨损和刀具耐用度的试验研究,并且建立了T-v方程。试验结果表明,新型涂层刀具适合GH2132的切削加工,进而为提高切削速度和加工效率提供了参考数据。     

装载机液力变矩器闭锁过程动态分析

为了减小装载机液力变矩器闭锁过程中产生的振动冲击对零部件使用寿命的影响,提高闭锁品质,根据装载机闭锁离合器工作原理对液力变矩器闭锁过程和接合参数进行了分析,并设计了闭锁充油液压控制系统及充油控制曲线,同时对装载机传动系统进行了简化,建立了闭锁过程的数学模型;基于该模型运用Simulink软件进行了建模仿真,分别分析了闭锁充油时间和充油压力对动态闭锁过程的影响,分析结果表明：闭锁充油时间在0.2s、充油压力在1.2MPa时闭锁效果最佳。验证了所设计的闭锁充油控制曲线是正确的,达到了减小闭锁过程中的动载荷并提高车辆运动平稳性的目的,为其他工程车辆闭锁过程动态分析研究提供了参考。     

3OCrMnSiA钢燃烧室的热处理工艺试验

为解决30CrMnSiA钢燃烧室旋压成形件等温淬火后硬度偏高时,可否采用回火的方法降低硬度的意见分歧,对这种燃烧室作了等温淬火、油淬＋回火、等温淬火＋回火3种不同热处理状态下材料机械性能的对比试验.试验结果表明：这种材料的燃烧室在等温淬火后,若硬度偏高不合格,采用回火的方法降低硬度后,其材料的冲击韧性将会大幅度下降,将远低于有关材料标准的要求.因此,对于安全系数不太高的30CrMnSiA钢燃烧室,不能允许以回火的方法来降低硬度,而应采用其他的工艺方法来降低硬度.而且不能笼统地认为燃烧室材料的抗拉强度和伸长率都合格,其冲击韧性也一定会合格.     

清洁切削高温合金涂层刀具切削性能及加工表面完整性

针对高温合金高速干切削刀具磨损严重、加工表面质量差等突出问题,基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速铣削高温合金GH2132试验,研究干式切削、液氮不同喷射温度对涂层刀具切削性能以及加工表面完整性的影响规律,探究运用清洁切削高温合金来延长涂层刀具寿命和提高加工表面质量的可行性。研究表明：液氮低温切削GH2132时的切削合力随喷射温度的降低而增大,切削区温度在-150～-190℃喷射时已完全处于低温状态;随着液氮喷射温度的降低,刀具涂层剥落面积明显减小,且降低了黏结磨损和氧化磨损,在-150℃喷射条件下可获得较长的刀具寿命;加工表面粗糙度S_a在-30～-150℃喷射条件下获得较小值,随喷射温度的降低,加工硬化和残余拉应力分别增大和减小;与干式切削相比,液氮切削喷射温度在-150～-190℃下可显著延长涂层刀具寿命并提高加工表面质量。     

一种垂直起降运载器着陆支腿设计与展开控制

目前,实现垂直起降运载器可重复使用是降低发射成本的有效途径之一。当运载器完成着陆场返回后,需依靠着陆支撑机构的展开、锁定及缓冲吸能三阶段的协同配合,最终实现平稳软着陆。针对运载器着陆支撑机构,提出一种六杆式支撑机构构型,通过四连杆机构实现展开与收拢动作,利用双锁紧机构型式实现锁定动作,依据机构自锁原理完成单向运动。通过对实际展开工况进行分析,提出主动+随动控制方式和全程作动控制方式。在着陆支撑机构展开过程动力学建模的基础上,分别对两种展开运动控制策略进行优化。并完成不同控制方案对比分析,最终确定合理展开驱动方案,为运载器支撑机构的研制和展开控制提供技术支持。     

Ni基变形高温合金小孔攻丝扭矩的试验研究

采用修正齿丝锥和标准丝锥对Ni基变形高温合金GH4 1 6 9难加工材料进行了小孔螺纹攻丝对比试验。试验结果表明 ,与标准丝锥相比 ,采用修正齿丝锥可显著减小攻丝扭矩 ,且切削锥角较大的修正齿丝锥加工效果较好