二次规划法求解轴对称组合模具接触强度

为计算轴对称组合模具的接触强度,本文以轴对称有限元为结构分析方法,用基于最优化理想的二次规划法求解接触反力。据此编制了计算程序,以钢球成形模为算例,对其进行了接触强度分析,得到了不同过盈配合下的应力分布,本方法对具有过盈配合的组合模具的设计与改进具有重要参考价值。     

组合式冷轧支承辊热装关键工艺参数模型建立

为定量分析组合式支承辊热装工艺参数、辊套表面状态及材料参数对热装组合式支承辊性能的影响,推导出了热装配合面径向应力、等效应力计算公式、热装过盈量范围公式以及过盈配合面可传递扭矩计算公式,分析了辊套厚度、辊套外表面温度、配合面摩擦系数以及轧制传动方式与组合式支承辊热装最小和最大过盈量之间的定量关系,并得到了辊套厚度、热装过盈量及其结合面摩擦系数对结合面径向应力、等效应力以及可传递扭矩的影响规律,基于ABAQUS软件模拟了热装过程,得到了不同过盈量、不同辊套厚度时的径向应力和等效应力,并与解析模型结果进行了对比。结果表明:提高辊套材料的屈服强度、增大配合面摩擦系数、降低轧制过程辊套外表面温度不但可以明显降低热装组合式支承辊所需最小过盈量并提高热装允许最大过盈量,而且可以增大过盈配合面可承受转矩,对提高组合式支承辊制造技术水平并改善其性能具有重要实际意义。     

组合简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。     

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.     

冷轧组合式支承辊过盈配合面应力和微动滑移的分布及影响因素

采用ABAQUS软件建立冷轧组合式支承辊的三维模型,通过模拟带钢轧制过程获得不同工艺参数条件下支承辊辊套和辊芯之间过盈配合面的应力及微动滑移分布,并分析了辊套厚度、配合面摩擦系数、过盈量、轧制力、弯辊力等参数对过盈配合面应力分布及微动滑移量的影响规律。结果表明:过盈配合面上周向应力最大,径向应力次之,且二者均在轧辊压扁区达到最大;离支承辊长度方向对称面越远,过盈配合面上的微动滑移量越大,且压扁区边部的周向滑移量最大,压扁区中部的轴向滑移量最大;支承辊外径不变时,辊套厚度与过盈配合面等效应力成正比,与微动滑移量成反比;摩擦系数对等效应力影响很小,但与微动滑移量成反比;当过盈量增大时,配合面上的接触应力和应变都增大,微动滑移量先增加后趋于稳定;轧制力增大导致过盈配合面微动滑移量和轧辊压扁区等效应力增大,但弯辊力对等效应力及微动滑移的影响均较小。     

高速旋转状态下压配合联接的设计计算

阐述了高速状态下压配合联接设计中需要研究的过盈量、松脱转速、承载能力和联接件应力的计算等问题,并附有计算实例.     

牙齿冷压过盈装配过程的数值模拟

基于接触面的罚函数算法 ,采用非线性动力分析的直接积分理论对牙齿冷压过盈装配过程进行了计算仿真 ,模拟了孔壁压应力在冷压装配中的变化过程 ;以装配时间作为控制参量 ,比较了不同的装配过程对过盈配合的影响 ;仿真过程考虑了设计变量、摩擦系数和工艺参数的影响 ,因此对牙齿过盈设计、装配有一定的指导意义 .     

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。     

牙齿冷压过盈装配过程的数值模拟

基于接触面的罚函数算法，采用非线性动力分析的直接积分理论对牙齿冷压过盈装配过程进行了计算仿真，模拟了孔壁压应力在冷压装配中的变化过程；以装配时间作为控制参量，比较了不同的装配过程对过盈配合的影响；仿真过程考虑了设计变量、摩擦系数和工艺参数的影响，因此对牙齿过盈设计、装配有一定的指导意义。     

冷挤压凹模强度理论计算

一、概述 冷挤压模具承受很高的单位压力,设计时必须对其强度进行计算。按目前国内所发表的资材,在凹模强度计算方面还存在一些问题,有时模具处于过分安全状态,造成不必要的材料和工时消耗;而有时又有开裂的危险。因此,提出了解决冷挤压凹模强度的合理设计问题。 我们在冷挤压实践中,也遇到组合凹模过盈量过大,压装困难;予应力圈强度不足等问题。我们在调查研究的基础上,经过分析,提出了下列计算方法,实际试验证明是可靠的。     

双层衬砌输水盾构隧道鲁棒性设计方法

双层衬砌输水盾构隧道设计需要考虑其施工过程及受力特性,同时地层的不确定性也影响结构的安全性能. 为此结合双层衬砌输水隧道的受力特点,基于极限状态设计原则,采用两阶段法分别计算外衬单独承担外压及内外衬共同承担内外压两种受力状态,对截面受力、收敛变形及最大裂缝宽度均加以安全性约束,建立了双层衬砌输水盾构隧道横断面鲁棒性设计方法及流程,并结合实际工程案例进行了结构设计参数的优化. 研究表明：鲁棒性设计方法综合考虑隧道建设成本及结构对外部参数变异的敏感性,引入约束多目标优化算法可以获取完整三维Pareto前沿面. 采用赋权重的方法统一两种极限状态下的鲁棒性指标,可以实现成本-鲁棒性的二维优化 . 通过将隧道分段并提取典型断面优化的方式可有效解决纵向不同区段参数变异性较大的问题,保证掘进中的参数统一及隧道安全.     

基于LS-DYNA的金属切削加工有限元分析

采用有限元法对金属的切削加工过程进行了模拟,得出了工件内部应力、应变及温度的变化规律.模拟结果表明,切屑是切削层材料受到刀具前刀面的推挤,沿某一斜面发生剪切滑移形成的;切削进入稳定阶段后,材料的最大等效应力保持在某一值附近波动;钝圆半径的挤压导致成形表面产生残余应力;切削热主要集中在切屑上,切屑温度从切屑底层到外层逐渐递减.该方法弥补了实验方法冗繁的缺点,为金属切削原理的研究、切削加工工艺的设计提供了高效的方法和理论依据.     

封盖压装组合系统的定位机构设计

介绍了一种新型压装机内衬和外体的定位方式及定位机构的具体结构，并对定位销在定位过程中的最大高度进行分析计算。     

特轻薄异型件变形状态的仿真研究

基于新型组合瓶盖的结构特点和功能分析,将该组合体基本件衬垫和外体抽象为薄板和薄壁圆筒.根据虚功原理,在所划分的228个三角形元素上应用修正的拉格朗日有限元方法模拟和分析等轴施压载荷下衬垫的变形状态.按照Trasca屈服准则,探讨了组合压装时外体和衬垫的弹塑性变形,实验研究了衬垫沿径向的应力分布及不同载荷下外体和衬垫直径的变化.实验结果表明了理论分析的合理性.本研究所获得的最大许用压力在实际瓶盖生产线的设计中得到成功运用,本研究为新式组合瓶盖生产压装关键技术奠定了理论和实验基础.     

多层压配组合冷挤压凹模疲劳强度优化设计

采用疲劳强度设计理论和最优化设计理论相结合的方式探讨多层压配组合冷挤压凹模的更为合理、有效的设计方法 .首先 ,推出了 3层压配组合冷挤压凹模在压配状态和工作状态下凹模各层的应力计算公式 ,论证了凹模的疲劳强度校核点在凹模各层的内表面上 ;在此基础上 ,用 Sines法将凹模各层的多向脉冲循环应力等效地转化为单向循环应力 ,并建立了 3层压配组合冷挤压凹模疲劳强度优化设计的数学模型 .用算例进行了优化设计 ,获得了令人满意的结果     

双层钢板混凝土复合井壁设计计算方法研究

通过对双层钢板混凝土复合井壁结构受力分析指出,由于内、外钢板筒的约束作用,中间混凝土层完全处于三轴受压应力状态,混凝土抗压强度得到了较大程度地提高。根据现行混凝土结构设计规范关于多轴应力状态下混凝土强度验算的相关规定,提出了双层钢板混凝土复合井壁设计计算新方法,并得到了模型试验的验证,通过实例计算结果表明,采用这一新方法设计的井壁结构不但安全可靠,而且还可大大降低井壁混凝土的设计强度等级或减薄井壁厚度,解决了特厚表土层钻井井壁结构的设计计算难题。目前,该方法已应用于工程实际的井壁结构设计中。     

衬砌-锚杆加固碹窑民居的力学行为及稳定性分析

为了提高碹窑民居的安全性能,提出了一种碹窑民居衬砌-锚杆加固技术,通过数值模拟研究方法,分析了加固碹窑民居的力学行为和稳定性能,研究了加固体系的力学机制。结果表明：衬砌结构作为传力构件,可与拱券结构共同传递窑顶自重荷载。加固结构可有效减小接触面的切向应力,同时改变切向应力的分布形态。碹窑民居加固后,最大强度折减系数由2.0增加至5.6,其稳定性能显著提升。衬砌结构左、右两侧拱顶、外侧窑腿及拱脚部位弯矩较大,该部位钢筋网应适当加密,以增大弯矩承载力。     

天生桥水电站调压井群应力分析

用光测方法测定不同荷载条件下井群衬砌及围岩应力．结果表明：由于调压井内升管与闸门室共用．导致调压室井壁的刚度不同．不宜采用通常的圆筒壁计算方法．试验给出最大拉应力以及应力分布，调压井底板与板下的引水管衬砌相结合，共同作用在基础上，设计时应减弱调压井底板与基础不连接部分厚度，加强该部位引水道衬砌．最大应力发生在引水管矩型衬砌转角处．     

特厚冲积层冻结井壁受力机理与设计优化

为解决特厚冲积层冻结井筒的支护难题,对井壁受力机理和设计优化方法进行了探讨.井壁实际受力状态分析表明:特厚冲积层冻结井筒,外层井壁的内缘混凝土处于"拉-压"二向应力状态,其中环向处于压应力状态,竖向则处于拉应力状态;而内层井壁的内缘钢筋混凝土处于"压-压"二向应力状态,其中环向压应力是由静水压力或层间压力引起的,竖向压应力则是由自重应力等引起.根据现行混凝土结构设计规范,提出了特厚冲积层冻结井壁设计优化方法.工程实例应用结果表明:采用这一设计优化方法不但可以减薄井壁总厚13%,而且它与现行国家混凝土结构设计规范相衔接,各项参数取值有法可依,优化后的井壁工作状况正常.     

汽车覆盖件拉延模具精确型面构建方法研究

为了提高汽车覆盖件拉延模具调试过程中的研合率、缩短模面研配周期,提出了一种模具型面的精确构建方法.在冲压仿真的基础上,结合网格映射、形函数插值、节点偏移等方法,调整凸凹模工具网格使二者之间的间隙与冲压后零件厚度分布一致,构建出适应零件厚度分布的精确模面网格模型;并以调整好的工具网格为基准,根据网格节点的偏移量,对模具型面相应的曲面面片及其剪裁线的控制顶点进行相应的偏移,实现曲面随网格模型的变化而自动形变,进一步构建出适应零件厚度变化的模具精确型面.实例研究表明,该精确模面构建方法有效,在模具设计阶段实现了模具型面的研合率.