5000mm轧机组合式机架拉杆最优预紧力研究

宽厚板轧机组合式机架通过拉杆紧固连接达到与整体式机架相当的力学性能,研究拉杆最优预紧力可有效减小机架窗口变形,从而降低轧辊轴承座挤压受损程度。对营口5 000mm粗轧机组合式机架进行数据测量;利用ANSYS WORKBENCH软件并基于有限元理论对机架进行无预紧力静力学分析;选取拉杆预紧力作为设计变量并设定目标函数,采用基于遗传算法的多目标优化方法对拉杆预紧力进行优化分析。结果表明,在满足机架强度且横梁与立柱不发生分离的条件下,使组合式机架窗口变形量最小的拉杆预紧力即为最优预紧力;组合式机架强度和刚度均得到优化。通过压靠实验测得机架刚度,实验结果与模拟结果误差为5.5%,验证了有限元模拟的可靠性。     

60MN内高压成形机拉杆预紧力对机身刚度影响

大型锻压设备一般采用拉杆预紧的组合式框架结构。拉杆预紧力对设备的刚度、稳定性等性能参数具有显著影响,特别是对大型锻压设备而言拉杆预紧力更为重要。本文使用有限元分析软件ABAQUS,分别从等值预紧力、非得值预紧力与机身刚度的关系,预紧力与机身应力关系,预紧力与拉杆应力关系三方面进行分析,确定了该型机床预紧力的可取范围为1～1.5倍工作载荷,并验证了该内高压成形机设计的合理性,提出了针对该机的优化建议:靠近工作载荷的拉杆应增加直径以降低应力。     

JA36-630E压力机组合机身的预紧力研究

本文以JA36-630E闭式双点压力机为研究对象,根据机械压力机结构设计和机身有限元分析的经验,运用一种组合机身设计通过有限元校核分析的新方法,确定预紧力和预紧系数,其计算出的结果与实际测量值误差较小。具体方法是运用有限元方法来计算机身和拉杆的刚度,再结合经典材料力学公式来确定预紧力,有限元方法将误差控制的越小,得到的预紧力计算的结果误差越小,有效的提高设计质量和设计速度,并降低成本。     

基于固有频率的丝杠预紧力衰退检测技术研究北大核心

传统的丝杠预紧力检测方法多需要将丝杠从工作环境中脱离,这极大的增加了测量成本。为了能够在线对滚珠丝杠预紧力进行测量,提出了一种基于固有频率与决策树SVM的滚珠丝杠预紧力在线检测方法。首先,针对滚珠丝杠副进给系统建立其动力学模型,推导出丝杠预紧力与进给系统固有频率的关系;其次,通过设定预紧力的范围和间隔取值,计算出不同预紧力下的进给系统固有频率值,从而构建预紧力固有频率特征集,利用特征集完成对决策树SVM的训练;最后,基于锤击法测量出实际滚珠丝杠进给系统的前四阶固有频率值,并导入训练后的决策树SVM来完成对滚珠丝杠副预紧力的预测。结果显示,基于固有频率与决策树SVM得到的滚珠丝杠预紧力预测值与实际值的误差在10%以内,证明了本文方法的有效性。     

轴承预紧力对陶瓷电主轴特性影响分析?

基于170 SD30 SY无内圈陶瓷电主轴转子具有比重轻、耐磨、高弹性模量等优良的综合特性,对不同预紧力载荷下的主轴前端振动位移进行仿真分析;在ANSYS中求解因预紧力在轴承处摩擦产生的温升,并导入整个模型当中,研究整个温度场的分布;对轴承在不同预紧力工况下的使用寿命进行计算分析;依据上述仿真和计算分析,并考虑合理的工况条件下选择合理的预紧力,在该预紧力下进行了振动和温升的实验测量,与仿真进行对比,验证仿真的正确性,从而证明选取预紧力的正确性。     

CWFP12500 kN冷锻压力机有限元模态分析

为了使压力机获得良好的动态特性,以北京机电研究所自主研发设计的CWFP12500 k N冷锻压力机为研究对象,针对其四柱组合式框架结构的特点,采用Solidworks软件建立了整机三维模型,并对机身施加了预紧力,计算出理论的拉杆变形量。运用ANSYS软件先对压力机进行了静力分析,得到了预紧力下的拉杆变形量,然后进行了模态分析,得到了前二十阶模态频率与模态振型。结果表明,ANSYS分析得到的拉杆变形量为3.43 mm,与理论计算值3.77 mm相近,说明了预紧力施加方法的可行性。压力机最小固有频率为17.919 Hz,远大于滑块的激振频率0.42~0.83 Hz与小齿轮轴的激振频率3.3~6.7 Hz,故不会发生共振。分析了各阶振型对压力机产生的影响,并针对变形量较大的拉杆,提出了适当增加其横截面面积的改善措施。     

中厚板轧机组合式机架的力学行为

根据某钢铁公司2600mm中厚板轧机组合式机架的参数,利用Pro/E对机架进行三维建模,将其导入ANSYS中进行有限元分析。利用预紧力单元法,通过控制机架拉杆预紧力,得出影响机架最大等效应力和变形的规律,从而获得理想的拉杆预紧力。分析了在理想预紧力情况下,机架各组件的应力与变形情况,确定了机架受力危险点的位置,并对机架进行了强度与刚度校核,为组合式机架的设计和改进提供理论依据。     

高强度冷矫直机机架结构优化分析

高强度冷矫直机机架由上横梁、立柱、底座用四根拉杆联结而成,对四根拉杆施以预紧力,使之成为预紧机架。由于底座和立柱都采用了薄壁结构,机架的局部变形对整体刚度影响较大,为了使机架具有较高的刚度,结合有限元分析技术对该矫直机机架进行了三维有限元分析及结构优化分析,取得了较好的效果。     

阀门法兰-盲板螺栓联接密封性研究

以DN300阀门法兰与class2500盲板螺栓联接为研究对象,基于ANSYS有限元软件,建立法兰-盲板螺栓联接有限元模型。仿真计算在螺栓预紧力和流体压力耦合作用下,通过螺栓联接处的径向线与相邻两螺栓中间部位径向线在轴向位移的变化。基于GB150算法对法兰-盲板螺栓施加预紧力,通过有限元仿真分析密封区域接触应力、轴向形变,分析阀体密封腔在法兰圆周方向的气密性,并通过试验进行密封性验证。结果表明：采用螺栓预紧联接法兰周向具有良好的密封性,仿真与试验结果一致;研究并确定了螺栓预紧力的范围下限;密封区域密封垫外侧接触应力远大于内侧,密封垫外侧起主要密封作用。     

逆向工程和有限元仿真在螺栓装配工艺研究中的应用

针对结合面微观几何形貌和螺栓装配工艺对螺栓连接性能影响的重要性,利用逆向工程软件Imageware,并结合Pro/E建立基于真实微观粗糙表面的螺栓连接模型,通过PREST179单元模拟螺栓的预紧力,进行螺栓连接的有限元瞬态分析,从而在考虑结合面微观几何形貌的情况下,研究预紧力大小、预紧力施加速度对结合面应力状况的影响。根据有限元数值计算结果,建立了螺栓预紧力大小、速度和连接性能的关联模型,指导面向螺栓精密连接的装配工艺。     

超高速磨削主轴系统的动态有限元分析

运用有限元分析软件ANSYS建立超高速磨床主轴系统的三维有限元模型,并对其进行模态分析,得到各阶固有频率和振型。针对超高速磨削过程中由转速产生的离心力的影响,先对主轴系统进行了静力分析,然后对其进行模态分析,获得各阶固有频率和振型。通过比较得知:考虑预紧力后,主轴系统固有频率都有提高。通过公式计算获得各阶固有频率所对应的临界转速,为磨削加工时避开共振频率提供理论指导。考虑到磨削力对主轴系统的激振力作用,利用Full法对主轴系统进行谐响应分析,获得了主轴跨中节点随激振力频率变化的幅频响应曲线,识别了产生共振的激振力频率。提出了进一步提高主轴动态特性的工艺措施。     

高速电主轴单元-主轴箱体结合面模态分析与研究

为准确了解高速电主轴的动态特性、提高加工精度,利用ANSYS Workbench建立基于高速电主轴单元-主轴箱体结合面特性的有限元分析模型,又利用吉村允孝法确定结合面的刚度,而后对其进行模态分析和谐响应分析,得出其固有频率、振型和动刚度。最后采用锤击法试验验证,证明该分析方法的有效性,为产品设计分析提供理论依据。     

某发动机齿轮转子的模态分析

利用MSC．MARC有限元计算软件及配套的硬件设备,采用多体接触三维有限元分析模型,在计算时主要考虑螺栓与齿轮、齿轮与齿轮间的接触问题。研究了螺栓过盈配合对齿轮转子模态的影响,以及螺栓个数对此齿轮转子模态的影响。通过比较,分析了特殊齿轮转子在工作过程中的振动特性。结果表明：装配过盈量对转子振动频率影响不大;改变齿轮间的连接方式（增减连接螺栓个数）则对齿轮转子振动频率影响比较大,可以采用不同的连接方式来增大齿轮转子的工作频率带宽度。     

连杆热模锻过程有限元分析及锻模寿命预测

建立了连杆热模锻过程有限元分析二维模型 ,计算了热机械耦合结果。分析了变形过程、温度变化、应力应变情况 ,预测了因锻模热机械疲劳裂纹出现而导致锻模失效的模具寿命     

双台肩钻杆接头刺漏原因分析

双台肩钻杆接头具有大幅度提高抗扭强度、增大水眼的优势,对此类钻杆接头的失效进行分析,具有规范使用操作或改善接头结构性能的意义。某井在双台肩钻杆接头使用中发生两起接头刺漏失效事故,为查明刺漏失效原因,对其中1支刺漏接头进行分析,包括刺漏冲蚀形貌宏微观观察、化学成分分析、力学性能测试及受力情况模拟。分析结果认为:钻杆接头发生刺漏冲蚀原因主要是接头上扣扭矩不足导致接头主台肩面接触压力不足,螺纹疲劳强度下降,螺纹牙底因应力集中形成多源疲劳裂纹,最终高压泥浆从副台肩及刺穿的裂纹冲蚀出。建议钻具使用时按照推荐的上扣扭矩进行上扣,避免类似的情况再次发生。     

铝合金FSW拼焊板塑性变形规律研究

铝合金搅拌摩擦焊拼焊板焊缝各区力学性能的差异导致拼焊板成形时严重的不均匀性,降低了拼焊板的成形性能,极大地限制了铝合金拼焊板的应用。以2024铝合金搅拌摩擦焊拼焊板为研究对象,通过实验和有限元模拟系统研究接头力学性能失配对铝合金拼焊板塑性成形性能的影响规律和机理。对铝合金搅拌摩擦焊接头进行金相检验和硬度测试,根据接头组织及硬度分布特征,将搅拌摩擦焊接头划分为焊核区、热机影响区、热影响区以及母材区4个部分,以此建立搅拌摩擦焊接头的有限元模型,并对接头变形过程中的约束与协调变形规律进行分析。接头变形时拉伸应力在屈服应力最小的区域最低,在屈服应力较大的区域相应升高,且在接头中存在失配比交界处都会发生突变。从形变能的角度分析,这主要是由于力学性能失配而导致变形不协调及相互约束,表现在接头拉伸性能上就是屈服强度及屈服位置、抗拉强度、延伸率随接头各区失配比组合的差异。     

三自由度高刚度机器人动态特性分析与测试

建立三自由度高刚度机器人有限元模型并对其进行静、动态特性分析。对比分析制动器动作对机器人的刚度、固有频率和机器人在外力作用下的稳态响应的影响;对样机进行实验测试分析。结果表明：所提制动器结构方案能提高机器人的刚度和固有频率以及降低操作器末端的振幅,能够改善机器人工作时的动态特性。     

基于三点加重法的转子动平衡研究

针对目前刚性转子普遍采用影响系数法与模特平衡法进行转子动平衡的复杂繁琐问题,提出了一种基于三点加重法,采用有限元软件ANSYS进行无试重的动平衡方法。在三维建模软件UG建立转子实体模型,运用ANSYS Workbench瞬态动力学分析功能,基于三点加重法原理获得转子不平衡质量,并利用转子实验台对仿真结果进行验证。结果表明:转子的不平衡响应在添加不平衡质量后,振幅降低为原始振幅的19.4%,证实了该方法的可行性与有效性。     

汽车悬架球头拉杆冷成形技术

为提高生产效率、改变原来通过车削加工汽车悬架球头拉杆的方式,提出了一种球头拉杆的多工位冷镦成形工艺。基于DEFORM-3D软件建立了有限元模型,对球头拉杆的塑性成形过程进行了仿真,研究了预成形凸模入模角α、预成形凹模圆角R1、终成形凹模圆角R2以及终成形凹模入模角β等工艺参数对球头拉杆成形的影响,并进行了正交试验,以模具在球头拉杆成形过程中所受载荷及工件损伤值为优化目标,获得了合理的工艺参数组合。结果表明:在保证工件成形质量及模具寿命的前提下,当预成形凸模入模角α为30°、预成形凹模圆角R1为12 mm、终成形凹模圆角R2为3 mm、终成形凹模入模角β为60°时,模具载荷及工件损伤有显著的降低。采用优化后的参数进行试模生产,工件成形质量较好,验证了模拟结果的可信性,能够有效地指导工艺设计人员的设计工作。     

Dynamic Responses of Nickel-Based Single Crystal Superalloy DD6 Blade

The aim of this article is to address the dynamic responses properties of the second-generation nickel-based single crystal superalloy DD6 with different orientations, rotor speeds, and temperatures, and this work can lay good foundation for predicting damage behaviors of the DD6 blade and starting with the application of gas turbine in aerospace. The finite element method was applied to investigate the dynamic characteristics of the DD6 blade with [001] and [111] orientations under different rotor speeds at 760, 980, and 1070 °C. On the basis of establishing the elastic-plastic constitutive model of single crystal alloy, the dynamic responses model of a DD6 blade was educed. As a result, the corresponding static and dynamic frequencies were analyzed for different temperatures, rotor speeds, and orientations. Comparison of the computational and experimental results shows the proposed model of the DD6 blade is effective. The analyses indicate that the natural frequencies of [111] orientation is higher than that of [001], and the effect of rotor speed on natural frequencies of [001] orientation is greater than that of [111]. In other words, the values of the natural frequency are increased with the elevated rotor speed, and the values of the natural frequency are decreased obviously with the elevated temperature.