行车荷载作用下沥青路面的动粘弹性分析

行车荷载作用下的沥青路面响应对沥青路面的设计和维护具有重要的参考意义.本文利用有限元方法,基于粘弹性理论和结构动力学理论,考虑了路面层间接触状态,分析了行车荷载作用下沥青路面的结构响应.结果显示,层间接触状态越好,路面的弯沉响应和应力响应越小;由于沥青材料的"剪切变稀"特性,结合行车荷载下路面的剪切应力分布特征,在轮迹两侧会形成拥包;路面的自振会对同振型方向的结构响应存在较大影响.     

基于弹性接触理论的连杆有限元分析

基于弹性接触理论，对连杆进行了接触问题的有限元分析，并对连杆受压的传统处理方法和接触分析方法进行了对比研究。以LJ377MV汽油机连杆为例，通过所建模型、应用有限元分析方法进行了计算和对比分析。结果表明，用接触分析的处理方法对连杆进行结构分析，能相对准确地反映连杆的应力和应变，有利于连杆的优化设计。     

机械结合面动态参数的研究

本文对机床结构中典型的结合面——螺栓结合面进行了研究,用有限元法建立了结合部的动力学模型,对结合面动态参数的识别方法进行了理论分析和推导,在此基础上,编制了求解接触刚度和接触阻尼的计算机程序ISD1,通过程序与实验相结合的方法,识别出了结合面本身的接触刚度和接触阻尼,为整台机床的动态特性分析和动态优化设计奠定了基础。     

围压作用下土-结构接触渗流特性

针对土与结构接触渗流过程中颗粒流失问题,基于渗流和围压联合作用下接触渗流破坏试验装置,试验研究黏粒质量分数、围压、接触面粗糙程度3种因素对该条件下颗粒冲蚀过程的影响效果。渗流和围压联合作用下土-结构接触面颗粒冲蚀呈现渗流稳定阶段、颗粒迁移阶段、颗粒冲蚀阶段3个阶段。通过多因素方差分析计算3种因素对土-结构接触面颗粒冲蚀各条件指标的影响,在95%置信区间内黏粒质量分数的影响性最大,围压次之,粗糙度最小;采用准牛顿法进行公式拟合后,提出接触面颗粒冲蚀条件影响公式。本研究成果可为含接触面基础设施设计提供数据支撑。     

钢丝增强橡胶复合材料结构的有限元分析模型

为橡胶复合材料的结构分析，结构优化设计奠定一定的理论的理论基础，建立了一个钢丝增强橡胆轮胎结构的有限元分析模型，考虑了轮胎变形的几何非线性，轮胎与地面和轮胎与轮辋的大变形非线性接触，轮胎材料的非均匀性，橡胶材料的不可压缩性和物理非线性及橡胶基复合材料的各向异性，结果表明，该模型非常有效可靠。     

克林贝格准双曲面齿轮齿面建模及接触分析

通过分析克林贝格制Cyclo-palloid摆线齿准双曲面齿轮的齿面展成过程,建立了包括齿根过渡曲面的全齿面模型,并据此生成了轮齿三维模型;针对过去轮齿接触分析(tooth contact analysis,TCA)数学模型未考虑法矢的第3个分量以及接触椭圆的计算需借助于对两配对齿面主曲率和相对曲率的复杂推导,提出了一种改进的TCA模型,避免了TCA结果可能出现的几何上不准确的情况,且对于接触椭圆的计算只需要知道两配对齿面的方程,因而避免了复杂的齿面曲率计算。最后基于此模型,编制了克林根贝格制Cyclo-palloid摆线齿准双曲面齿轮的全齿面生成以及TCA程序,通过与已有实例以及滚检试验结果的对比分析,验证了此方法的可行性,为后续轮齿承载接触分析打下了基础。     

ANSYS在求解带摩擦接触问题中的应用

以点-面接触为例，运用ANSYS对两长圆柱体的带摩擦接触问题进行分析，在分析中，对接触区域进行估算和局部网格细化，以保证计算结果的精度要求，同时减少系统的资源消耗。在计算中选取了3种不同的接触刚度分别进行分析，并将分析结果与赫兹理论解进行比较，证明ANSYS在求解接触问题时能得到精确的解。     

大跨度重载横梁导轨接触的变形分析

以某重型数控龙门铣床大跨度重载横梁为研究对象,基于有限元软件进行建模和力学分析,研究了大跨度动梁结构在实际工况条件下的载荷分布及受力变形情况,通过接触分析和约束分析,提出了考虑溜板重叠效应的大跨度承载曲线的创建及描述方法,得到刀尖点的轨迹变形,为大跨度横梁设计结构的改进和预起拱曲线的加工提供了理论依据和仿真方法.     

轮胎-沥青路面接触效应数值分析

针对轮胎-沥青路面接触效应问题,传统的基于多层弹性理论的双圆简化模式的分析精度十分有限.为分析轮胎-沥青路面结构的实际接触效应,通过三维有限元数值方法,分析了一种典型沥青路面结构在非均布轮胎-路面三向接地压力作用下的Mises应力、剪应力和拉应力.研究表明,在非均布轮胎-路面三向接地压力作用下,该典型沥青路面结构在轮胎边缘处存在较高水平的剪切应变能和较大的剪应力,在轮胎横向5个矩形接触区域内明显存在5个拉应力峰值,与圆形均布荷1栽作用下的力学响应存在很大差别.     

GaN HEMT外延材料欧姆接触的研究

研究了Ti/Al/Ni/Au多层金属与GaNHEMT结构外延片的欧姆接触,发现接触特性与金属蒸发后的退火温度密切相关.在氮气氛中880℃条件下快速热退火30s,获得了为6.94×10-7·cm2的比接触电阻.光学显微镜观察表明,在这个条件下退火后金属层具有良好的表面形貌.     

考虑桩土共同作用的桩基沉降分析

目前桩基在工程中得到广泛应用,人们逐渐认识到桩筏基础控制的关键是变形而不是强度.结合上海土层情况,运用有限元软件ANSYS建立群桩-土-上部结构三维有限元非线性模型,土体本构模型采用Drucker-Prager弹塑性模型,并利用面-面接触单元考虑土体与桩基交界面的状态非线性,合理地模拟了桩与桩周土间复杂的相互作用,对群桩沉降做了定性分析。     

弹塑性微峰接触的部分膜点EHL数值分析

在部分膜EHL润滑下,磨擦副表面微峰接触状况对零件表面应力及失效形式有直接的影响,为此,在部分膜点接触EHL模型中引入更符合实际的表面微峰弹塑性接触模型来考察微峰接触载荷;并应用多重网格法针对多种表面微峰结构参数的影响进行了完全数值分析。结果表明,粗糙度对油膜的影响和表面纹理方向有关;相同粗糙度情况下,纵向纹理表面的接触载荷＞各向同性纹理表面的接触载荷＞横向纹理表面的接触载荷,表面粗糙度大时,峰顶参数对油膜压力和微峰接触压力有一定的影响,而对油膜形状影响甚微;表面越粗糙、表面凸峰越尖锐,微峰接触载荷则越大。     

表面形貌对流体动压润滑和摩擦的影响

为探求表面形貌参数与粗糙接触界面流体动压润滑和摩擦性能之间的关系,应用有限差分法求解雷诺方程,结合膜厚方程和剪切力(摩擦力)方程,获得了随机粗糙表面接触压力和摩擦力的三维分布状态.通过对三维粗糙随机接触表面进行计算机模拟仿真,理论模型和计算方法得到了验证.随机粗糙接触载荷和摩擦力均随ISO 25178表面形貌参数国际标准中表面高度均方根偏差、表面高度分布偏态和表面展开面积比的增加而非线性增加,随自相关最快衰减率的增加而显著减小,揭示了表面形貌中"峰"和"谷"的特征对接触界面承载能力和摩擦力的影响.研究结果为进一步表面形貌的功能性表征研究提供了理论基础.     

锁环式快开盲板机构设计与强度分析

设计了一款锁环式快开盲板机构,并进行静强度校核分析,确保结构的强度与刚度满足使用要求。同时针对快开机构部分的结构特点,对锁环进行两接触对的接触进行分析,校核结构在接触面上的接触应力是否超出许用应力。然后对设计产品进行压力实验,验证结构设计满足使用要求。基于Matlab GUI设计平台研发的产品设计计算软件,为产品详细化设计计算提供理论计算工具,大大缩短了系列化产品研发设计周期。     

基于接触理论的空间光学遥感器的动力学求解

遥感器结构中通过螺钉或销钉的非线性连接环节的存在使得准确求解动态刚度的困难加大，在介绍的经典接触理论的基础上，根据结构形式，材料和施加的预警力通过计算机模拟分析出连接部分接触面间的实际接触状态，在建立动力学有限元分析模型时，通过接触单元和螺钉单元模拟接触区域的刚度特性，获得系统的固有频率和振型，有限元分析结果与正弦招聘描试验时的结果基本一致（误差给为4％），表明这种方法能够较好地模拟出结构的动态刚度，相关分析还表明，只有通过分析接触等非线性环节，才能模拟出结构的真实动态刚度。     

接触热阻和电阻对温差发电器输出功率的影响

温差发电器与设备连接时存在一定的接触缝隙,存在接触热阻和接触电阻,从而影响温差发电器输出功率计算的准确性,故基于数值计算方法分析了接触热阻和接触电阻对计算结果的影响.结果表明:在数值分析过程中必须考虑接触电阻和接触热阻,否则会出现与实际相悖的结论;在考虑接触热阻的过程中需要知道接触热阻的准确数值,否则即使考虑接触热阻,也可能会由于数值不准确导致结果失去参考价值;无论是否考虑接触热阻值和接触电阻值,随着外接电阻值的改变,输出功率和效率都存在极值.     

接触力学中的变分原理

接触问题是工程结构、加工工艺中经常面临的重要问题之一。石油工业中钻铤螺纹联接、钻柱与井壁的／接触、钻头与岩石的接触等;铁路工业中桥梁与混凝土基础的准静态接触,火车车轮与轨道的滚动接触等都是接触问题的典型例子。而接触问题中最难最关键的问题就是建立其变分泛函和求解的方法。介绍和总结了近年来关于接触力学中变分原理发表的有关文献和使用的理论和方法,并对这些理论和方法进行了分析和比较。为建立适合于石油钻铤螺纹联接的接触变分原理奠定了基础。     

塔脚板底板接触应力非线性分布及弯曲应力表达式

基于我国输电铁塔基础结构中四地脚螺栓塔脚板的相关设计规范，以及对四地脚螺栓塔脚板的有限元数值模拟，分析四地脚螺栓塔脚板与混凝土基础考虑非线性接触时，不同厚宽比下的应力场变化。利用非线性接触理论推导，得出塔脚板底板最大弯矩表达式；再结合有限元仿真结果，得出不同厚宽比下的应力计算表达式以及底板最小厚度表达式。根据相关设计规范设计其他规格实体塔脚板模型，开展有限元仿真塔脚板仿真校核。校核结果表明：所设计的塔脚板应力场分布情况与理论计算结果吻合较好，验证了四地脚螺栓塔脚板与基础接触的应力表达式具有适用性，能够通用于不同尺寸规格的塔脚板。     

含纳米金刚石粉润滑脂对钢球接触疲劳的影响

利用自制的球-棒疲劳试验机,研究了纳米金刚石粉对钢球接触疲劳寿命的影响．借助于扫描电子显微镜和能谱仪,分析了纳米金刚石粉抗滚动接触疲劳的机理．结果表明：与基础脂相比,添加纳米金刚石粉后钢球的疲劳寿命都得到了改善．利用微粒吸附作用、渗入作用和极压抗磨性能,解释了纳米金刚石粉提高钢球接触疲劳寿命的原因．     

温度对电连接器接触件性能影响仿真分析

基于仿真平台COMSOL Multiphysics建立了电连接器接触件的等效模型,设计了不同环境温度下该电连接器接触件工作状态的仿真。通过分析不同环境温度下某电连接器接触件的温度场、应力场和位移形变的分布特点,发现电连接器接触件在工作时最易失效的区域为拔插口的接触点,并得出在温度低于-25℃～-30℃和高于60℃时,该电连接器接触件模型将会开始产生大小为接触口直径的0.55%～0.60%左右的不可逆形变。