组合筒结构参数设计及过盈量公差的确定

分析了过盈量对组合筒强度的影响,提出了在内压、结构尺寸一定的情况,内外筒间最大及最小过盈量的确定方法,推导出内、外筒间过盈量范围为已知时,组合筒结构尺寸的设计公式.     

多层组合筒结构参数的设计

根据组合筒的应力状态和所用材料，应用相应的强度理论，按各层等强度观点，推导出多层组合筒结构参数的设计公式及三层组合筒各层间最优过盈量的计算方法     

应力释放扁挤压筒的优化设计

利用材料力学中的力线平移定理并结合有限元方法,综合分析了扁挤压筒优化设计中孔型、层间过盈量、层厚等结构优化参数对扁挤压筒应力分布的影响;提出了一种扁挤压筒内应力分布优化的新方法,可应用于一般扁挤压筒的设计;通过分析扁挤压筒的内应力分布情况,提出了一种应力释放扁挤压筒新结构。通过有限元模拟分析验证,得到了较为合理的扁挤压筒新结构的外套宽度和层间过盈量,可使扁挤压筒应力峰值降低5%以上,从而可提高扁挤压筒的使用寿命。此项研究可为优化扁挤压筒结构及装配提供参考。     

组合结构体σ—1/r~2线图

本文提出一种组合筒结构的σ—1/r~2线图。利用σ—1/r~2线图能简便地建立求各种复杂结构组合体的过盈量和过盈应力公式,并能用线图进行最大剪应力理论的强度计算,笔者曾用此σ—1/r~2线图分析设计一个出口产品的无键联接结构,获得了良好的设计决策。     

组合扁挤压筒预应力计算的有限元混合法

组合扁挤压筒强度分析和优化设计中的关键是合理地确定预应力场,本文利用有限元混合法,处理组合扁挤压筒过盈配合接触问题,成功地解决了组合扁挤压筒预应力场的分析和计算。计算结果表明,过盈配合面上的接触力不是均匀分布的;有限元混合法是一种解决扁挤压筒和异形内孔组合凹模预应力场计算的有效方法。     

基于统一强度理论S-D材料组合筒的弹塑性极限分析

基于双剪统一强度理论对由拉压强度不同材料构成的组合筒的最优过盈配合以及弹塑性极限问题进行了研究,得到了组合筒的接触压力及最优接触压力、最优过盈量以及弹、塑性极限计算公式．与经典弹塑性分析解不同,所得到的解考虑了材料拉压强度的不同以及中间主应力的影响,并包含了两个双剪统一强度理论参数．为了比较方便,还基于库仑-摩尔屈服准则对由拉压强度不同材料构成的组合筒的弹塑性极限进行了分析．讨论了基于双剪统一强度理论所得解与基于库仑一摩尔屈服准则所得解及其他经典强度理论解的关系,分析了材料拉压强度的不同以及中间主应力的影响．     

载重汽车用直齿轮冷挤压组合凹模的优化设计

为提高载重汽车用直齿轮冷挤压组合凹模的使用寿命,以组合凹模的齿形腔等效内径、直径比和过盈系数为设计变量,以降低模芯内壁等效应力为优化目标,建立组合凹模结构参数与等效应力的Kriging模型。应用Kriging模型结合粒子群算法,在可行变量空间内寻优,得到组合凹模最佳结构尺寸为:模芯外径D_2=107.485 mm,中圈外径D_3=187.215 mm,外圈外径D_4=274.839 mm,模芯与中圈的单边径向过盈量U_1=0.134 mm,中圈与外圈的单边径向过盈量U_2=0.253 mm,采用优化后的组合凹模进行数值模拟。研究结果表明:在模芯消气带齿槽处等效应力最大,其值为1 870 MPa。优化方法为齿类零件冷挤压成形组合凹模设计提供了定量的确定方法。     

采用复形法的超高压筒体的优化设计

本文概略地介绍了复形法的优点及其在超高压容器优化设计中的应用。本文提出了多层组合筒体预紧系数的概念，并以此建立数学模型。采用复形法的程序框图也在文中作了介绍。本程序不但可求得筒体最大承载能力，还可在预定的承载能力下，求得最小过盈量、材料最低强度要求等。     

填料环过盈组合密封性能研究

为改善填料函密封结构中径向接触应力分布不均匀问题,建立了填料环过盈组合密封结构,以及新密封结构的理论计算模型和有限元分析模型.填料轴向应力和径向接触应力分布的理论和仿真值具有较好的一致性,验证了理论模型的正确性及适用性.将过盈组合密封结构与传统填料密封结构作对比分析可知:当径向接触应力最小值一定时,与传统填料密封结构相比,过盈组合密封结构所需的压盖应力较小,减缓了填料随时间的松弛;过盈组合密封结构径向接触应力最大值与最小值的差值较小,提高了径向应力分布的均匀程度;过盈组合密封结构减小了填料对阀杆的转动摩擦力,提高了阀杆的机动性能.由此验证了过盈组合密封结构的性能,可为实际填料密封设计提供理论基础.     

离心载荷对轴类部件过盈配合的影响研究

基于平面应力假设,考虑初始过盈量的影响,将轴类过盈配合部件简化成含初始过盈量的旋转圆盘,推导轴类过盈配合部件在离心力载荷下的过盈量减小量的公式。以高速列车实物轮轴为研究对象,采用理论数值方法及有限元软件仿真分析,得到轮轴等效模型在不同旋转角速度下的接触压应力及过盈量的变化特征。研究结果表明：基于MATLAB数值模拟和ANSYS有限元仿真得到的接触压力及径向位移随旋转角速度变化的数值变化规律基本一致,验证了含初始过盈量的轴类部件过盈量减小量公式推导的准确性。过盈配合轮轴结构间的过盈量和接触压应力随旋转角速度不断增大而呈现非线性减小的特征,轮轴间的配合状态逐渐由过盈状态转变为间隙配合状态,旋转角速度临界值约为960 rad/s。由于有限元仿真软件通过施加径向位移差的方式施加过盈量,在接触状态由过盈状态转变为间隙状态之前,轮轴接触主从面一直处于零间隙状态。     

行星轮-轴承过盈配合部位疲劳寿命及其影响因素分析

以行星齿轮传动系统为研究对象,借助ANSYS软件进行接触有限元分析,得到行星轮不同轮毂厚度、行星轮与轴承外圈不同过盈量时行星轮配合面的位移与应力分布;采用LMS Virtual.lab软件对行星齿轮传动系统进行多体动力学分析,得到用于疲劳计算的荷载谱;结合修正S-N曲线,运用FE-SAFE软件分析了轮毂厚度、过盈量及表面粗糙度对行星轮过盈配合部位疲劳寿命的影响规律.结果表明:随着过盈量增大、轮毂厚度减小以及表面粗糙度增大,行星轮过盈配合部位疲劳寿命均随之减小.     

含缺陷双层碳纳米管轴压屈曲的分子动力学模拟

为充分了解双层碳纳米管的力学性能,采用分子动力学模拟方法对双层碳纳米管的轴压屈曲变形进行了研究,针对双层碳纳米管的内、外管均为完善管或外管为完善管而内管存在不同缺陷的情况,着重分析对比了内、外管的单壁承载性能及变形特性.结果表明两支单层碳纳米管嵌套形成双层碳纳米管后,无论内管是否存在缺陷,内、外管的单管承载能力均大幅提高,且当内管单独受压产生屈曲变形时,双层碳纳米管的内、外层管变形并不协调.     

Hybrid Structure Reliability Analysis Based on the Damped Newton Method

This paper presents a hybrid model reliability analysis method based on the damped Newton method with both random and interval variables to solve the hybrid structure reliability problem.The method combines an outer iterative solution and inner layer numerical calculation.In the outer iteration,the method seeks an optimized solution to the interval variable iterative by adding the boundary constraint condition based on the damped Newton optimization theory.In the inner layer solution,the method first reduces the dimension of the random variable through the dimension reduction method,then obtains the first four-order central moment of the function through the application of the Taylor expansion method,and finally calculates the reliability index of the structure according to the fourth-order moment calculation structure of the function.The results of a numerical example and an engineering ten-rod truss structure show that the proposed method can effectively solve the random-interval hybrid reliability problem and has better calculation accuracy than that of the two-layer iterative method.     

柔性导爆索在铝合金圆筒中能量输出特性实验研究

柔性导爆索（MDF）是线式爆炸分离装置的能量来源,其在圆筒结构中的能量输出特性在保护罩设计中具有重要意义.为评估柔性导爆索类小药量装药的能量输出效率,设计并开展了变形圆筒实验.将外径为2.94 mm的柔性导爆索,置于长为100 mm,内径为3.2 mm,外径分别为20.0,21.9和24.0 mm的3种铝合金圆筒中进行实验,测量了圆筒外表面的质点速度和回收试样的内外径.基于材料的全塑性变形假设,计算了铝合金圆筒在MDF内部爆炸加载下的塑性应变能,进一步计算了柔性导爆索转化为塑性应变能的能量输出效率,分别为62.3%、61.3%和60.9%.     

高层筒中筒结构的整体稳定分析

将筒中筒结构的外框筒视为具有弯曲变形和剪切变形，并受剪力滞后影响的等效实腹筒体，视内筒只受弯曲变形。根据内外筒的变形协调条件，建立了整体结构稳定微分方程，用Ｇａｌｅｒｋｉｎ法求解方程并获得了整体结构的最小临界荷载。     

面向虚拟装配公差建模方法的研究

阐述了虚拟装配系统中公差建模的基本方法,建立了零件尺寸公差与装配体配合公差的模型,利用约束关系图表达了零件尺寸信息与装配体配合关系信息,利用尺寸公差模型与约束关系图通过有关算法生成装配尺寸链。     

Catalytic self-assembly preparation and characterization of carbon nitride nano-tubes by a solvothermal method

A solvothermal reaction of anhydrous CaNaCl3 and sodium using cyclohexane as solvent and NiCI2 as catalyst precursor has been carried out to prepare carbon nitride nanotubes successfully at 230℃ and 1.8 MPa. The carbon nitride nanotubes were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), electron diffraction (ED), electron energy loss spectrum (EELS) and Raman spectrum.SEM and TEM results indicated that the tubes have a length of 20-30 μm, a uniform outer diameter of about 50-60 nm,an inner diameter of 30-40 nm and are highly ordered assembled as bundles. The EELS measurement indicated that the ratio of N/C was about 1.00. The ED and XRD analyses revealed that the tube may have a new CN crystalline structure. The growth mechanism of nanotubes was discussed.     

Preparing Ca-P coating on biodegradable magnesium alloy by hydrothermal method: In vitro degradation behavior

Magnesium alloys are potentially attractive biodegradable materials.However,their rapid corrosion rate limits their biomedical application.To slow down the rate of biodegradation,a protective calcium-phosphate coating was formed on a magnesium alloy substrate by a hydrothermal method.Scanning electron microscope results showed that the coating consisted of two layers with different crystalline characteristics.The loose outer layer showed a prism-like crystal structure,while the compact inner layer is a dense ultra-fine regular di-pyramid-like structure with an average grain dimension of ～200 nm.The compositions of the inner layer and outer layer were calcium-deficient hydroxyapatite (Ca-def HA) and dicalcium phosphate (DCPa),respectively.The coating adhered well to the substrate with a thickness of about 15 m.Immersion in Hank’s solution indicated that the coating could significantly improve the degradation properties of magnesium alloy.The pH of the solution containing the coated samples increased much more slowly than the untreated control.After 8 d immersion,the uncoated sample had corroded seriously while the coated sample was much less corroded.The Ca/P atom ratio in both the layers of the coating increased and the coating was still protecting the substrate.The two layers of the coating corroded differently because of differences in solubility.The outer layer was more severely attacked and many holes were formed on the surface,the inner layer suffered less attack.In addition,a growth of precipitate on the inner layer was observed,indicating that surface bioactivity was improved by the coating.Thus,magnesium alloys coated with a Ca-P coating prepared by a hydrothermal method are promising candidate biodegradable biomaterials,and further investigation of in vivo degradation behavior is suggested.     

轮轴间过盈量对动态变形量的影响

针对压装后轮轴在车辆运行中发生的松动、裂纹等现象,以轮轴间过盈量为研究对象,应用Hypermesh软件对车轮和车轴分别建立三维有限元模型,将轮对有限元模型导入到ANSYS软件中进行模态计算,将计算数据导入到车辆系统动力学模型中,进而建立刚柔耦合车辆系统动力学模型,进行仿真分析。仿真结果表明,轮轴间预应力的大小与过盈量基本上成正比,其分布在轮毂处且较均匀,在轮毂边缘处达到最大值;轮轴间变形量最大值在车轮轮毂内侧,车轮轮毂外侧变形量相对较小;轮轴间过盈量取值为0.31～0.37mm时,其变形量较小,有利于减缓轮轴间动态作用。     

瓦楞纸箱包装设计的分析和计算

本文以国家标准GB5033，GB5034为设计依据(不包括纸盒结构设计)。对瓦楞纸箱及衬件规格尺寸、中包装和外包装组装排列及纸箱省料的校核进行了可靠性的分析与计算，使瓦楞纸箱结构合理，所花费的包装和运输费用最少。