钢顶球铁裙组合活塞的三维接触分析

以16V280ZJA型柴油机钢顶球铁裙组合活塞为对象,建立了活塞钢顶－球铁裙－连续螺钉－活塞销四体接触计算模型,采用该模型对组合活塞在预紧工况、最大惯性力工况、最大气体爆发压力工况下进行了三维有限元分析,根据Von-Mises屈服条件对活塞疲劳强度进行分析,计算结果与该活塞在预紧工况与最大压缩工况下的应力应变实验结果进行了对比,以确定活塞受力薄弱环节,从而改进组合活塞的结构设计。     

弹性胀套的有限元接触分析

采用接触有限元法对弹性胀套进行应力和变形分析．得到了最危险工况下各构件的最大应力的部位，找出结构尺寸对弹性胀套应力和变形的影响，给出满足实际要求的结构尺寸。     

气腿式凿岩机活塞的非线性动力学特性

以气腿式凿岩机活塞为研究对象,根据实际工况建立了活塞和钎杆冲击系统的有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件对活塞冲程过程进行了非线性动力学特性分析,得到了活塞与钎杆各个时刻的应力应变情况.结果表明,活塞冲击能的计算结果与实验结果相比误差较小;活塞的最大应力发生在撞击端面上,此外活塞的花键根部也是受力较大的薄弱环节,最大应力介于其疲劳极限与屈服极限之间;活塞的失效形式为端面接触疲劳和花键根部处疲劳断裂,与实际情况十分吻合.     

内燃机仿生孔型活塞热-结构耦合特性分析

 将凹坑型结构优化变形应用于内燃机活塞-缸套摩擦副中,研究了仿生孔型活塞的热-结构耦合特性。以XL-2V 型发动机活塞为试验母体,根据标准活塞的受力分布,运用正交试验法建立了9 种仿生孔型活塞试验模型,应用传热分析第3 类边界条件和最大侧压力,对其进行了热-结构耦合有限元分析。结果表明,9 种仿生孔型活塞模型的裙部最大变形（D_max）和裙部径向变形范围（U_{x max}-U_{x min}）均小于标准活塞,其中综合性能最优的1^#仿生活塞裙部的仿生孔为凹坑型,孔径相对最小（d₁~d₄分别为1、1.5、2、2.5 mm）,且均匀分布（间距1.2°）;小孔径、均匀分布的凹坑型仿生孔使活塞表面润滑油膜更均匀,同时使裙部应力卸载,从而可以有效地减少摩擦磨损,降低机械损耗,提高刚度,延长使用寿命。     

中速柴油机活塞镶圈断裂的有限元分析

为减小某中速柴油机活塞镶圈在热负荷状态下的应力集中,消除活塞镶圈断裂现象,文中对该中速柴油机活塞及活塞镶圈建立三维有限元模型,进行活塞镶圈温度场、热变形及应力场的有限元计算分析,计算时把温度场和热变形作为结构应力计算的边界,从而获得活塞镶圈在热负荷状态下的综合应力场,有限元计算结果与实际相符,表明采用单件分析、结合面自由度耦合的方法简单实用,适用于活塞镶圈热负荷状态下的应力分析,分析结果显示,在活塞镶圈的固定销孔处产生了较大的应力集中,固定销孔的结构不合理是活塞镶圈断裂的主要因素之一。     

柴油机钛合金活塞裙部失效分析研究

针对某适度隔热柴油机在标定工况下,TC4钛合金活塞裙部两侧发生磨损失效的问题,采用金相组织分析、电镜扫描等方法对活塞裙部磨损区域进行微观分析,再结合有限元分析软件ABAQUS对活塞裙部进行变形量的宏观分析,共同探究柴油机活塞裙部的磨损失效机理. 分析结果表明,活塞裙部变形量最大区域与磨损区域相吻合,失效的主要原因是活塞裙部刚度不足,在高温高压作用下产生变形与缸套发生黏着磨损. 通过改进活塞主要结构参数,使得裙部变形小于二次修正值,从而避免活塞裙部四点磨损失效问题.      

压缩机叶轮部装结构力学性能研究

为了研究大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在实际工况下的力学性能表现,以有限元法为基础,利用非线性接触理论分析了某大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在装配过程、变工况运行过程中的应力大小与分布情况,分析可知该叶轮部装结构不会因工艺装配产生的内应力发生破坏;闭式叶轮具有工作性质稳定区域和非稳定区域,多数该型叶轮部装结构在12000r/min以上运行时发生失效.分析结果证明该分析方法具有较高的实用价值和较强的应用推广性.     

丙烷滚动活塞压缩机指示图测量与性能分析

为了研究制冷剂丙烷(R290)热物理性质对全封闭滚动活塞压缩机内部热物理过程及热力损失分布的影响,在高效工况下,分别利用制冷剂R22和R290对全封闭滚动活塞压缩机进行了内部动态压力测量和性能实验,并提出了一种分析滚动活塞压缩机指示图的新方法。所提方法将余隙容积内高压气体再膨胀损失分为余隙容积气体的充压损失和余隙容积气体的回流损失,从而将指示图分为7个部分。结果表明:R290替代R22后,制冷量、指示功率与输入电功率均有所下降,容积效率略有下降,指示效率和性能系数略有上升,压缩与排气过程中未出现高频压力脉动;排气压力损失有所下降,吸气和压缩过程热损失增加,二者的余隙容积损失接近。该结果可为研究R290房间空调器及压缩机提供参考。     

变齿高涡旋压缩机涡旋盘的疲劳强度分析

采用R134a制冷剂的汽车空调用制冷压缩机在国标工况下的理论外压力比为6.16,基于小型轻量化的考虑,现行的涡旋压缩机涡旋圈数较少,内压力比小于6.16,而变齿高涡旋压缩机可以通过改变涡旋的齿高尺寸来提高压缩机的内容积比,达到提高内压力比的目的。为了提高变齿高涡旋压缩机的运行寿命,文章利用有限元方法进行了温度场和压力场耦合作用下的热应力分析与疲劳强度分析,并根据等效应力分布情况进行涡旋齿高参数的优化。计算结果表明,涡旋盘最大等效应力发生于齿根台阶附近,齿高参数优化后最大等效应力降低了8.52%,试验工况下的涡旋盘疲劳寿命达到393.3 h。     

同结构活塞在FPE与CE两种工作模式下应力变形差异

为研究自由活塞发动机工作时活塞结构应力变形特点,采用有限元分析方法对比分析相同结构活塞在自由活塞发动机（free piston energy,FPE）与（crank engine,CE）两种工作模式下应力水平与变形状况差异性.结果表明,FPE活塞整体应力水平低于CE活塞,差异主要由机械载荷引起.上止点附近FPE缸内峰值压力较小,引起的活塞销座压应力被其较大的惯性力作用消减,导致该应力集中处应力值较低,约为CE活塞的72%.在热机载荷共同作用下两者活塞顶部变形相似,差异集中体现在裙部,FPE活塞所受缸压较小、加速度较大以及无侧向力的特点导致其裙部变形明显小于CE活塞,最大径向变形约为CE活塞的56%,更易满足各方面性能要求.      

新型装载机工作装置受力及有限元分析

以新式的八连杆工作装置的装载机为研究对象,建立力学模型,利用有限元方法对其动臂进行性能分析。取其偏载工况为例,计算出动臂在极限偏载情况下各个铰接点的受力情况,通过有限元分析得出动臂的应力分布云图及变形图,并找出动臂的危险点和应力集中区域,在结构设计和加工工艺中予以重视,为改进设计提供依据,对装载机工作装置的设计有一定的指导意义。     

初始剪切变形对铅芯橡胶支座性能影响分析

为了研究初始剪切变形对铅芯橡胶支座力学性能与大剪切变形时内部应力的影响规律,首先基于厂家提供的支座规格参数得到铅芯橡胶支座有限元模型,验证试验数据与有限元计算结果模型的正确性;然后分析支座尺寸、形状系数、竖向压力等不同参数,对有初始剪切变形的铅芯橡胶支座100%水平性能、内部钢板橡胶最大应力比的影响,并进行大剪应变下支座内部应力分析。结果表明：与无初始剪切变形相比,铅芯橡胶支座的100%水平刚度随着压应力、初始剪切变形、支座形状系数的变化最大为5%,影响程度较小;有初始剪切变形对橡胶隔震支座100%剪应变条件下的橡胶和钢板应力有一定的影响,但基本未达到橡胶材料的拉伸强度和钢板的屈服强度,支座处于安全状态;有初始剪切变形对橡胶隔震支座250%以上剪应变条件下的橡胶和钢板应力有很大的影响,不同剪应变条件下的橡胶或钢板应力均可能达到拉伸强度或钢板的屈服强度,支座有极大的损伤风险;通过分析,建议支座实际剪应变为400%、350%、300%、250%、200%及100%时,其初始变形分别不能超过0、20%、70%、120%、170%及270%。     

大跨屋盖钢桁架应力变形监测与分析

以某工程实例为背景,对施工过程中屋盖钢桁架的应力和变形进行监测,并采用数值模拟的方法对结构在不同工况下的应力和变形特征进行分析,给出应力与变形的最不利点,为现场监测提供理论支撑。分析结果表明:屋盖钢桁架在不同工况下的最大竖向位移为33.63 mm,满足工程限值1/300的要求;施工过程中的结构最大应力为33.36 MPa,尚处于弹性阶段。对施工过程中结构的应力和变形进行持续性监测,及时发现危险因素,与分析结果进行对比,分析计算值与实测值存在差异的原因。采用现场监测和模拟分析相结合的方法能够较为准确的对结构安全稳定性进行评估,并为后续施工和后期监测方案的调整提供依据。     

斜拉桥主梁应变监测分析

基于健康监测系统的桥梁养护管理是保证其安全运营的重要手段.而对监测数据进行分析以把握结构的工作状态是一个必须环节.结合新密某桥梁的工程实践,运用有限元软件建立主梁有限元空间模型,模拟分析施工阶段主梁应力,并对应力理论值和实测值进行对比与分析.结论将为同类桥梁应力监测提供参考.     

碟式太阳能电站聚能器网架强度的有限元分析

针对光热大功率碟式太阳能电站聚能器网架精确数学模型建立困难,而又迫切需要精确分析结果的实际,建立了25 kW碟式太阳能电站聚能器网架的ANSYS有限元模型,对聚能器网架在正常工作条件和结构校验载荷下的强度特性进行了校验分析,得到了相应的变形和应力云图及一系列重要结论.研究表明：在常规工作条件下,自重对网架变形有较大影响,随着网架高度角的增加,网架变形逐渐增大,当高度角为90°时网架变形量达到最大值61 mm;在结构校验载荷下,聚能器网架结构满足强度要求.所作研究为检验和优化聚能器网架结构提供了理论依据.     

偏摆角对圆周密封结构特性及泄漏的影响

根据偏摆角圆周密封分析,建立受力模型和有限元分析模型.通过结构分析与热-结构耦合分析,得到了不同偏摆角下主、辅助密封面应力和变形分布规律及泄漏间隙和泄漏量变化规律.主、辅助密封面应力和变形分布均匀,最大应力和最大变形位于凸舌处,主密封面最大变形大于辅助密封面,最大应力和最大变形随偏摆角增加而增大.热-结构耦合分析应力和变形与结构分析分布规律基本一致,但均大于结构分析.主密封面间隙从轴承腔向气腔增大,辅助密封面间隙从中心向两端增大,接头处间隙最大.泄漏量随偏摆角增加而增大.     

交通循环荷载作用下粉土路基的动态响应分析

利用有限元动态分析方法,采用一种能够描述粉土累积变形发展过程的循环本构模型,对安徽淮北地区粉土路基在长期交通荷载作用下的动态响应过程进行了数值模拟分析.结果表明,粉土路基在长期循环加载过程中会产生显著的累积沉降变形.车辆荷载传递至路面以下的附加应力,在经过路面层以后发生较大程度的衰减,然后通过1.5m厚的路基层,附加应力会进一步衰减至最大附加应力的10%左右.因此,1.5m厚的路基层可以考虑作为粉土路基承受车辆荷载的主要工作区.     

面向对象的活塞CAD/CAM述评

介绍了活塞CAD/CAM技术及其发展现状。该技术主要包括在三维有限元的基础上 ,采用面向对象的技术和专家知识型的数据库建立活塞的实体模型 ,并在进行有限元的剖分和边界条件的确立后对分析结果优化设计 ,最后将设计好的实体通过在计算机自动生成NC程序。活塞CAD/CAM是一套在三维实体建模基础上的CAD/CAM一体化系统     

船用起重机吊臂的有限元分析

为准确计算船用起重机吊臂的刚度和强度,在分析其结构原理与典型工况的基础上,采用ANSYS软件在典型工况下对较危险的二节臂进行应力与应变分析。仿真表明：危险截面发生在基本臂与二节臂的连接处,在工况一下的应力、应变最大,最大应力小于材料的许用应力,最大应变也在许可范围内。该方法验证了设计的可行性,为优化吊臂结构提供参考依据。     

消防多功能抢险车油缸连杆机构的优化

针对某消防多功能抢险车油缸连杆变幅机构变形失效问题，采用Creo、Adams与Ansys软件建立油缸连杆机构和履带车力学模型，仿真分析履带车运动过程中连杆各铰点受力情况。结果表明:连杆变形失效的主要原因是其多处位置强度超过材料许用应力。以最大力为边界条件，利用有限元方法对抢险车油缸连杆进行强度分析，并以油缸连杆铰点最大受力值为优化目标，采用灵敏度分析、优化设计的方法对油缸连杆各铰点进行优化。仿真结果表明:优化后连杆各铰点受力峰值降低50%，最大应力值为20814 MPa，比优化前降低513%，小于材料的许用应力，产品未发生变形失效，优化方案有效。