轴肩过渡曲线形状设计研究

将有限元结构分析技术与数学规划方法相结合,对轴肩过渡曲线进行形状优化设计,提出用圆弧蜕变曲线作为轴肩和砂轮越程槽的过渡曲线,以降低轴肩应力集中。给出样条过渡曲线、椭圆过渡曲线、圆弧蜕变过渡曲线设计的设计实例,结果表明：圆弧蜕变曲线设计不仅有效地降低了轴肩应力集中,而且易于加工制造。     

阶梯轴轴肩过渡曲线形状优化的实验分析

利用实验应力分析的电测手段，在扭转和弯曲工作条件下，对阶梯轴轴肩过渡曲线形状优化前后的应力集中变化进行了实验分析，获得了最佳的应力集中系数，验证了理论结果。     

几种轴肩过渡曲线优化形状的比较研究

将参数化优化技术与有限元分析技术相结合,以降低应力集中为目标,对轴肩过渡曲线的优化设计进行了分析,采用了参数方程的方法来描述轴肩过渡曲线,对几种不同形式的参数方程描述的轴肩过渡曲线进行了仿真分析,结合已有圆弧蜕变曲线的优化结果和上述曲线的分析结果在优化效率、加工难易程度和实用性方面进行了综合比较。结果表明,用圆弧蜕变曲线和超椭圆曲线是目前描述轴肩过渡曲线较好的方式,且对比结果对轴肩过渡曲线设计方法的合理选择提供了有益的参考。     

万向十字轴轴根过渡结构的优化设计和分析

提出变曲率过渡曲线理论,单纯从形状上寻求应力集中系数小的万向十字轴轴根过渡曲线。将双曲率圆弧曲线、椭圆曲线和流线形曲线作为万向十字轴轴根过渡曲线来降低应力集中从而提高万向十字轴的使用寿命;建立了三种过渡曲线的曲线方程,给出双曲率圆弧过渡曲线、椭圆弧过渡曲线及流线形曲线的设计实例,并进行了有限元分析。结果表明提出的三种曲线可以有效降低万向十字轴轴根的应力集中。     

温度-应力试验机试件过渡曲线形状优化研究

针对混凝土试件在温度-应力实验过程中易在其夹头部位断裂这一问题,采用形状优化设计与有限元分析相结合的方法,对试验机试件夹头部位渡曲线进行形状优化设计,提出了双曲率圆弧曲线、样条曲线两种线型作为试件过渡曲线的优化设计方案,并分别利用ANSYS Workbench中的Goal Driven Optimization优化模块对其进行了优化求解。优化结果表明,试件夹头部位过渡曲线采用样条曲线的优化方案,能够最大程度上降低夹头部位应力集中现象,使混凝土试件尽可能地避免了在其夹头部位断裂,从而使混凝土温度-应力试验机所测得的实验结果更加可靠,为新一代温度-应力试验机的研制提供了理论指导。     

电机轴的设计及改进

以减少的应力集中为优化目标,采用CAE软件,结合PRO-E建模、ANSYS有限元分析及工程优化技术,利用以下所开发的优化程序,对吉象电机转轴进行了优化设计,获得比常规设计更佳的承载能力和工作状态。     

销轴设计方法的比较研究

销轴几何尺寸设计时通常以静剪切强度为准则,忽略了销轴的弯曲变形和润滑油孔应力集中,此种方法设计的销轴往往出现早期失效。分别对销轴的静剪力、惯性矩、考虑应力集中时的设计准则进行了建模,并通过三种设计方法之间的对比,发现不同设计方法所设计的销轴直径不同,并且直径的差异程度与销轴的作用载荷及材料的屈服强度有关;分析了三种假设应力分布模型的最大应力,发现采用不同假设应力分布模型所计算的最大接触应力不同,并且接触应力的差异程度与销轴的作用载荷有关。同时发现最大接触应力随着配合间隙的增大而增大。     

渐开线直齿圆柱齿轮齿廓修形设计

为了保证渐开线修形后的曲线连续性,不致出现新的冲击点,用圆弧蜕变曲线逼近理论修形后的渐开线,利用优化参数修整出圆弧蜕变砂轮曲线,用成形法磨削渐开线齿轮,以期获得性能更优良的齿轮.     

基于有限元方法的轴肩应力集中处网格划分尺度及类型研究

为了研究不同网格划分尺度及类型的线弹性材料对轴肩应力集中处最大应力的影响,采用有限元方法进行数值模拟,研究了弯曲和扭转载荷下倒角大小、单元网格类型、倒角分段数、单元梯度以及周向分段数等多种影响因素对轴肩应力集中处最大应力的影响规律,并与参考文献中的光弹性试验结果做对比,得出了不同倒角下最优的网格划分组合方式。本文得到的轴肩网格划分方法对其他类似结构的仿真计算网格划分具有一定的指导意义。     

台阶轴校直工艺计算方法及实验研究

在研究热处理后台阶轴轴肩处发生弯曲变形的基础上，根据弹塑性力学理论，探讨应力集中对校直过程的影响，提出台阶轴校直工艺计算方法。实验研究表明该方法能有效应用于台阶轴的校直过程，对制定齿轮轴等台阶轴零件校直工艺有一定的指导意义。     

阶梯轴轴肩过渡曲线优化研究

提出二次曲线+圆弧的过渡曲线理论,利用其代替阶梯轴原有的单一形式过渡曲线以及其他含有类似过渡区域零件的过渡曲线,以降低零件局部的应力集中,起到提高使用寿命的作用。以阶梯轴为例,建立二次曲线+圆弧的过渡曲线方程,并进行有限元优化分析。分析结果表明,新的过渡曲线可以有效降低轴肩过渡区域的应力集中。     

圆弧三角轴廓形研究

轴与轮毂之间动力和运动传递方式广泛采用键联接,随着机械运转性能、精度和速度的不断提高,键联接这一经典结构和动力传递方式受到了限制,制造技术的发展为曲面加工及轴与轮毂之间的非圆配合创造了有利条件,使得曲面三角轴的应用和推广成为可能。 一、三角轴廓形 1.直边三角形 如图1a所示的正三角形可作为直边三角轴的截面形状。 图1b所示为图1a截面形式的改进图形,目的是为了解决应力集中问题。这两种截面都具有自定心特性,即在扭矩的作用下,由于受力和几何形状的对称     

采煤机扭矩轴喉颈结构优化设计研究

利用ABAQUS非线性有限元软件对采煤机扭矩轴的受力情况进行了分析,发现喉颈部位存在应力集中现象,且超过了材料的最大许用应力值。对喉颈部位结构形状进行了优化设计,优化后,应力集中现象得到有效缓解,降低到许用值以下,当电动机输出功率为额定功率的2.5倍时,扭矩轴承受的扭矩早已超过许用值而发生断裂,可以达到保护电动机的目的。     

圆弧蜕变曲线齿廓直齿轮静力学性能研究

介绍了圆弧蜕变曲线的形成原理,通过坐标转换建立了圆弧蜕变齿轮的磨齿模型,在ANSYS中参数化建立了圆弧蜕变齿轮的啮合模型,同时建立了渐开线齿轮的啮合模型,通过对比分析得出了圆弧蜕变齿轮静力学特性得到改善的结论。     

基于有限元分析的轴的设计

本文以有限元分析软件ANSYS为基础,论述了使用该软件校核普通圆轴的强度、刚度和临界速度的过程及应注意的 一些问题,并给出在满足要求情况下轴的优化设计方法。此分析过程同样适用于其他轴类零件。     

稀土萃取槽传动机构过渡轴优化设计

通过对稀土萃取槽关键部件过渡轴的有限元优化设计研究,验证了稀土萃取槽传动机构优化设计的可行性。根据实际工况利用ANSYS Workbench软件对过渡轴三维参数化有限元模型进行有限元静力学分析,结果表明过渡轴最大等效应力远小于过渡轴的疲劳极限应力。在此基础上,以满足疲劳强度极限为约束条件,对过渡轴进行以质量为目标函数的目标驱动优化设计,结合过渡轴配合及设计要求,得到优化模型,优化后的模型比原模型质量大幅度降低。现场生产试验表明优化后的过渡轴性能良好,能够满足生产要求。     

三轴飞行仿真转台结构有限元分析

通过建立三轴转台的有限元模型,对其进行了结构刚度、模态分析和结构优化设计。通过改善台体机械结构,来满足结构刚度的要求;利用有限元模态分析,合理安排谐振点,同时利用优化方法,采用混合罚函数法,转化为无约束优化问题,再采用Powell法求解出外框的目标尺寸。通过上述分析计算,使台体结构更加合理,同时也说明了在三轴转台机械系统设计中有限元的重要性。     

等距曲线型面联接轴设计

等距曲线型面联接轴设计赵（包头市职工大学）１引言在机械传动中利用非圆形剖面的柱体或锥体，与轮毂上相应的孔配合构成的联接，称为型面联接或成形联接（如图１）。采用型面联接传递转矩时，具有以下优点：（１）能保证良好的对中性；（２）联接面上没有键槽和尖角，无...     

多轴疲劳研究

介绍多轴疲劳研究的几个主要问题。（１）非比较加载引起的附加循环化。（２）最大剪切平面与自由表面相对取向对疲劳寿命的影响。（３）零部件承受多轴疲劳载荷时寿命的估算。本文就目前所采用的单参数双参数疲劳寿命估算准则进行了评述。