环件径轴向轧制中轴向爬升机制与抑制方法研究

环件径轴向轧制过程是多运动耦合作用下的复杂动态变形过程,轧制过程中容易出现各种不稳定现象,研究针对环件在径向孔型中沿轴向向上爬升（又称爬辊）的轧制失稳现象, 首先运用力学理论,分析了环件在径轴向轧制过程中的受力状态,揭示了其爬辊现象产生的力学机制,然后提出了一种基于导向辊的形状与分布优化设计的爬辊现象抑制方法,并通过有限元模拟和实验验证了该方法的有效性。研究结果为实际生产中有效地解决爬辊现象提供了科学指导依据。     

编织防扭钢丝绳绳股展开线研究及力学建模

鉴于编织防扭钢丝绳在电网建设工程中应用的普遍性以及目前国内外学者研究较少的现状,在椭圆假设、编织防扭钢丝绳成形研究基础上,借助椭圆的四心圆法,研究编织防扭钢丝绳股空间展开线的形状,获得了绳长与编织角及对应椭圆弧长之间的关系式;考虑钢丝绳的物理特性参数,并分析钢丝绳受载变形情况,推导出对应任意弧段绳股沿股轴向拉力及沿绳轴向力的表达式,进而建立了编织钢丝绳轴向拉力作用下的力学模型,并以四方八股编织防扭钢丝绳为例,推导出在任意横截面内,钢丝绳所承受的拉力和拉应力的关系式。最后通过数值模拟得出,与椭圆曲率大的弧段相对应的绳股局部所受的等效应力较大,为进一步对编织防扭钢丝绳进行力学分析奠定了理论基础。     

伸长型气动人工肌肉轴向力学特性分析

介绍了伸长型气动人工肌肉的结构,分析了伸长型人工肌肉的轴向力学特性,建立了轴向变形力学模型,通过实验验证了力学模型的可信性。     

生物燃料环模制粒机应用现状与改进思路

分析了生物燃料制粒机发展现状与产业现状,生物燃料制粒设备结构和工作原理。基于某企业生产的SZLH400型生物燃料制粒机,进行环模和压辊受力分析,得出压辊和环模的相互作用力的影响因素。提出针对改善压辊和环模磨损的措施:降低环模转速对提高环模及压辊的耐用度、颗粒质量影响较大,改进难度较小,花费成本最低,但会降低部分生产率,能明显改善环模和压辊的耐用度。改用承载能力较高的轴承、改变刮板的位置和结构、降低物料杂质对提高环模耐用度有一定改善作用。     

封隔器胶筒结构参数优化分析

封隔器密封元件的橡胶属于超弹性材料,在井下多种载荷作用下,其力学行为复杂.文中以压缩式筒状胶筒为研究对象,应用有限元软件对端面斜角和胶筒长度进行了接触应力分析,得出了接触应力沿胶筒轴向的分布规律,由此可确定合理的筒式胶筒结构参数或合理的作业措施.     

放疗设备大回转架的驱动系统有限元数值模拟

放疗设备的大回转架是重载、低速、大惯量的机械装置,它的转动是依靠摩擦轮与大回转架表面接触区的摩擦力来驱动的。建立大回转架的驱动系统结构,针对摩擦滚轮和大回转架的接触区域和沿三个轴向的变形,利用ANSYS Workbench进行力学仿真分析和理论分析。结果表明:仿真结果和理论计算的结果在误差范围内是一致的,为大回转架驱动时的精度控制、受力变形、驱动误差补偿研究提供了依据和理论基础。     

一种整体式力敏微型机械手

介绍一种集成有二维力传感器的整体式微型机械手 ,并建立了该机械手的力学模型。该机械手由三组平行片簧构成 ,能同时测量抓取力和沿机械手轴向的装配力。检测结果表明 ,两个集成在机械手中的力传感器互不干涉。     

旋流器内气相时均流场的试验研究

采用多普勒激光测速仪对旋流分离器内三维湍流的时均流场进行了测量,考察了导叶导角和流量变化对时均流场的影响.测量结果表明:在分离空间,切向速度分布呈现典型的Rankin涡结构,切向速度沿轴向衰减不明显,轴向速度是由外围的下行流与内部的上行流结构,轴向速度沿轴向衰减.最大切向速度面与轴向LZVV面呈现与筒体相似的管锥形.对环形空间和集液槽内时均流场的结构也进行了分析.     

喷液量和内压比对单螺杆压缩机排气孔口设计的影响

分析了单螺杆压缩机中喷液量和内压比对排气孔口位置的影响。计算在不同喷液量和内压比时,开始排气角、排气提前角以及沿螺杆轴向排气孔口边长。通过分析得出:内压比的增加使开始排气角增大,排气起始位置向排气端移动,沿螺杆轴向排气孔口边长减小,排气孔口面积减小;喷液量的增加使开始排气角提前,排气起始位置向进气端移动,沿螺杆轴向排气孔口边长增大,排气孔口面积增大。该分析结果为压缩机的设计提供了理论依据。     

形状记忆合金超弹性螺旋弹簧的力学模型

结合普通金属螺旋弹簧的弹性变形理论和形状记忆合金(SMA)的力学本构模型,分析与描述SMA螺旋弹簧的簧丝横截面上应变、应力分布规律,进而推导SMA螺旋弹簧的相变临界参数计算公式。基于SMA螺旋弹簧的宏观试验现象和推导的相变临界参数计算公式,建立描述SMA螺旋弹簧的轴向变形和轴向外力间关系的力学模型。理论计算与试验结果的对比表明,建立的SMA螺旋弹簧力学模型能准确预测SMA螺旋弹簧的轴向外力和轴向变形间的关系,并克服有限单元法模拟计算SMA螺旋弹簧时在几何建模和数值收敛等方面的局限性,可为研究SMA螺旋弹簧的力学行为和基于SMA螺旋弹簧的结构设计提供必要的理论基础和技术参考。     

薄壁封闭环热弯模型值的计算

用ANSYS软件建立薄壁封闭环的三维实体模型,并对其啮合过程进行了有限元分析和计算算出了薄壁封闭环的啮合力、应力及各点的x方向位移和y方向位移,通过矩阵运算求出各点的径向位移;然后建立卡环修正后的三维实体曲线形模型,重新计算环上各点的径向位移,再修正;通过两次修正逼近计算得出了啮合后误差小于0．03mm的薄壁封闭环的热弯模型值,为卡环的精密设计和造提供了理论依据。     

The thermal behaviour of thin cylindrical shells—I. Heat transfer and harmonic analysis

The combined heat transfer and thermal stress analysis of thin cylindrical shells is considered in this and a subsequent paper. This paper presents two typical heat transfer models and the harmonic analysis which is used to represent the temperature distributions as double Fourier coefficients. These models are (i) a circular hot spot caused by a postulated loss of part of the internal refractory lining in a high temperature cylindrical reactor vessel and (ii) a heated “band” caused by solar heating on a horizontal storage vessel. In the case of the hot spot the inside and outside surface temperature distributions vary independently in the axial and circumferential directions, with linear transition through the thickness. In the simpler case of solar heating, the through-thickness temperature gradient is negligible and the temperature only varies around the circumference. The use of the double Fourier coeficients to obtain the displacements and stresses is described in Part II     

应用X射线衍射法测定轴类工件中的残余应力

根据测试距车轴表面2mm深度处残余应力的要求,推导了剥层测残余应力的修正公式,利用生死单元法模拟了车轴车削的过程,验证了该修正公式的正确性,并采用X射线衍射法测定了距某车轴表面2mm深度处的轴向和周向残余应力。结果表明:X射线衍射法和修正公式能有效测出距车轴表面2mm深度处的残余应力;轴向残余应力最大值(绝对值)和周向残余应力最大值(绝对值)分别出现在0°测点和90°测点,其值分别为-139.15MPa和-105.21MPa,轴向残余应力和周向残余应力各点的差值均小于EN13261标准规定的40MPa。     

滑动轴承二维流场的滑移现象研究

目前对于二维流场及复杂流场的界面滑移分析很少,根据螺旋油楔滑动轴承能使润滑剂产生周向和轴向二维流动的独特的结构特点,考虑周向和轴向两方向的滑移建立基于极限切应力的数学模型,并通过试验和理论对比验证模型的正确性。试验方面运用"目标速度跟踪法"证实了周向和轴向都存在滑移,获知随着供油压力的提高滑移速度有所提高,并且提出轴瓦和轴表面的极限切应力;理论方面运用有限差分法和试验测得的轴瓦和轴表面极限切应力,求解四种状态的广义雷诺方程,发现滑移发生在极限切应力大、间隙小和油膜的封油面区域;考虑界面滑移时,螺旋油楔滑动轴承的承载力和摩擦阻力有所降低;偏心率、螺旋角和转速的变化,影响着承载力和摩擦阻力降低的幅度。     

A numerical model of the load transmission in the tibio-femoral contact area

An axisymmetric finite element model is applied to the analysis of the force transmission between the tibia-meniscus-femur. The model assumes linear elastic material properties, static loading and sliding contact between the components. The study explores the effects of (a) tibial surface geometry (plane, convex, concave), (b) inclusion of soft layers on the bony components and (c) anisotropic properties of the meniscus. When soft layers are absent, tibial surface geometry is found to affect the total axial stiffness of the model, the radial displacement of the meniscal ring as well as the meniscal share in load transmission. Inclusion of soft layers yields qualitatively the same results for the different geometries, under the understanding that axial stiffness decreases while meniscal radial displacements increase. However, the effect of tibial geometry on the meniscal share in load transmission almost disappears as soon as soft layers are applied, while at the same time a significant increase of this share is observed. Increased circumferential stiffness of the meniscal ring raises this share even more.     

Analytical evaluation of stresses and displacements of stuffing-box packing based on a flexibility analysis

Although stuffing boxes are old systems used to ensure stem valve sealing, the analytical developments of the stresses and the displacements generated during assembly and operation are very limited and seldom verified and the studies carried out on these devices are either restricted or not accessible. Moreover, even with the evolution of calculation and simulation means, studies based on numerical models are rare.This work proposes a simplified analytical approach, using the theory of thick-walled cylinders to analyse the stresses and displacements in stuffing box systems. The magnitude and distribution of the lateral contact pressures generated at the housing-packing-stem interfaces as a result of the application of the gland axial stress are determined as a function of the radial flexibility of the different components involved. The results of the developed approach are compared and validated against the more accurate finite elements axisymmetric models.     

非接触机械密封的非线性动特性系数及瞬态振动响应分析

建立了考虑倾斜情况的弹性补偿单元支撑的非接触机械密封瞬态振动响应分析模型,该模型包括了瞬态Reynolds方程、运动方程以及二阶非线性动特性系数求解方程等。采用Euler法求解获得了非接触机械密封在轴向振动位移和静环倾角随时间变化时的瞬态振动响应特性。计算得到瞬态油膜力作用下的密封轴向力和倾覆力矩相关的14个动特性系数。结果表明：密封间隙内流体阻尼对密封副和摆动的影响是线性的;密封副瞬态振动影响油膜厚度分布,从而引起油膜压力分布发生变化,结果导致密封环发生摆动;密封副摆动同样也会引起密封轴向振动。     

利用复合激励的无盲点管道裂纹漏磁检测新方法

管道是石油和天然气工业的重要组成部分,而轴向裂纹是管道安全运营的重要隐患。传统的漏磁检测技术(MFL)对管道中轴向裂纹的检测灵敏度不高,从而形成检测盲区。本文提出了一种利用复合激励的MFL检测新方法,可实现对轴向和周向缺陷的同步检测。首先,利用U型磁轭对管壁进行交直流复合磁化;直流磁化场直接作用于周向裂纹并形成有效的MFL检测信号,而交流磁化场则在管壁内形成垂直于磁化方向的均匀涡流场;当该涡流场受到轴向裂纹干扰时,将形成二次感生磁场的扰动,因此,新方法通过对管壁表面的漏磁场及二次感生磁场检测,同时获得周向和轴向两个方向的探测能力;最后开展仿真和实验,并分析了新方法中作用于轴向和周向裂纹的磁化场、涡流场和二次感生磁场的分布。结果表明,新方法只需通过一次扫描,即可以获得缺陷的轴向和周向特征,实现了对裂纹的无盲点检测。     

高密度聚乙烯塑料压力管道热板焊接头应力分布有限元分析

基于热粘弹性积分型本构关系,考虑材料性能依赖于温度变化及相变潜热的影响,利用AN SYS热-力耦合及载荷步功能模拟结晶型高密度聚乙烯(HDPE)塑料压力管道热板焊接过程,并对焊接接头的应力分布进行有限元分析,得到了环向、轴向以及径向瞬态应力分布的基本规律。采用盲孔法和锯切法测量焊后残余应力,实测结果与数值分析基本符合     

Stresses and displacements in a rotating skew-faced disk

An analytical solution is presented for the stresses and displacements in a thin isotropic, non-axisymmetric disk rotating with a constant angular velocity.The asymmetry is such that the disk faces are skewed and therefore the disk thickness changes in the circumferential and the radial directions.Assuming a state of plane stress, the governing system of partial differential equations is presented in polar coordinates.A harmonic analysis transforms the problem into one having a sole independent variable.A second asymptotic expansion renders it possible to obtain closed form solutions for the disk stresses and for the displacements.Integral convergence tests are carried out for checking the completeness of the solution.