回转窑筒体有限元分析

利用有限元软件ANSYS计算回转窑筒体的结构应力和热应力分布状况,把筒壳、窑衬及物料作为一个系统,对筒体和窑衬进行分层、分段建模,研究筒体的轴向厚度、窑衬轴向的材质和物料对筒体结构应力的影响。分析不同厚度筒体的应力分布,得到筒体厚度对结构应力的影响规律。热应力分析结果表明:在筒体的支撑位置热应力较大。分析结果为回转窑筒体的设计和优化提供理论指导。     

回转窑简体有限元分析

利用有限元软件ANSYS计算回转窑筒体的结构应力和热应力分布状况,把筒壳、窑衬及物料作为一个系统,对简体和窑衬进行分层、分段建模,研究简体的轴向厚度、窑衬轴向的材质和物料对简体结构应力的影响。分析不同厚度简体的应力分布,得到简体厚度对结构应力的影响规律。热应力分析结果表明：在简体的支撑位置热应力较大。分析结果为回转窑筒体的设计和优化提供理论指导。     

基于正交实验的输送带滚筒安装参数 优化设计

针对传统滚筒安装参数的选择缺乏理论支持的问题,对输送带滚筒安装参数进行了优化设计.考虑输送带实际安装情况,创建了滚筒和输送带的有限元模型,分析了输送带等效应力.以输送带最大等效应力最小为目标,以滚筒的安装参数变化范围为约束条件,建立了输送带滚筒安装参数优化模型.采用正交试验方法分析了4个安装参数对等效应力的影响,研究了不同滚筒安装参数对输送带等效应力影响程度,获得了输送带滚筒安装参数的优选方案,为输送带设计提供了数据参考.     

基于虚拟载荷谱技术的锥齿轮疲劳寿命分析

基于虚拟载荷谱技术,提出一种新的疲劳寿命计算方法.以锥齿轮减速系统作为研究对象,对齿轮接触模型进行有限元分析,得到锥齿轮传动工况的应力分析结果及云图数据.将应力结果进行数据处理,得到锥齿轮的虚拟载荷谱.根据Miner准则和Corten-Do-lan准则估算出锥齿轮传动的疲劳寿命,并与仿真云图寿命结果相比较.应用实例表明,基于虚拟载荷谱计算的疲劳寿命分析结果具有较高的安全性和可靠性,具有较大的工程应用价值.     

中间驱动装置对线摩擦带式输送机动态特性的影响

随着输送机向高速度、大功率、大运量发展,目前采用的静态设计法已不能满足应用要求。笔者采用增加中间驱动装置的方案,保证长距离的输送,利用RecurDyn软件建立了线摩擦驱动带式输送机样机模型,采用Harrison启动曲线进行仿真。结果表明:中间驱动装置的数量和长度的增加会降低输送带的最大张力,同时会影响输送带最大张力出现的位置,对头部滚筒紧边张力影响较大,而对尾部滚筒松边张力没有影响。线摩擦驱动带式输送机可以在不提高输送带强度和加大驱动功率的条件下实现长距离输送。     

非连续接触下滚圈的接触压力及疲劳寿命预测

建立了非连续接触下筒体-滚圈接触压力的计算模型，得出了滚圈弯矩及弯曲应力计算公式。应用名义应力法和局部应力应变法，建立了滚圈疲劳寿命预测模型。通过实例分析，得出了如下结论：通过调窑，将滚圈的最大支承载荷控制在2500kN以内，能显著提高滚圈的疲劳寿命；在传统设计中，将滚圈支承角定为30°不合理；存在一个最佳滚圈支承角，此时滚圈疲劳寿命最大。     

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.     

Spar平台浮力罐碰撞疲劳分析

采用数值方法给出浮力罐受碰撞载荷作用位置在不同参数下的应力范围,然后用线性累积损伤理论计算出碰撞位置的相应疲劳寿命.计算结果表明:增加浮力罐舱壁的厚度可以使碰撞位置的疲劳寿命略有增加;增加浮力罐舱壁的直径可以使碰撞位置的疲劳寿命略有减少;海水压力使浮力罐上部碰撞位置的疲劳寿命略有增加,使浮力罐下部碰撞位置的疲劳寿命显著下降;浮力罐下部碰撞位置的碰撞疲劳寿命远高于上部碰撞位置的碰撞疲劳寿命.     

提速货车转向架交叉支撑装置寿命的研究

通过动应力测试得到交叉支撑装置疲劳薄弱部位在线路运行中的应力谱,从而识别出提速货车交叉支撑装置在运用工况下的载荷,为其室内疲劳试验加载提供依据.根据疲劳薄弱部位在室内疲劳试验中的应力谱及该部位典型接头的S-N曲线,按照疲劳损伤等效原则建立交叉支撑装置的寿命预测模型,得到了交叉支撑装置实际运用寿命与室内疲劳试验加载循环次数的关系.     

双滚筒传动带式输送机的电动机功率平衡

根据驱动系统输出转矩之和维持不变的条件,导出了以主要影响因素即输送带的弹性伸长率、传动滚筒直径偏差的相对值以及电动机外特性表示的电机功率不平衡度公式·分析了电动机功率不平衡的原因和主要影响因素对功率平衡的影响规律·分析结果表明:为了使电机功率分配相对均衡,在多滚筒传动的场合,输送带最好采用钢丝芯胶带;第1滚筒的直径可以略大于第2滚筒的直径·     

含表面梯度强化层的缺口样品疲劳起源寿命数值分析

以Tanaka和Mura的疲劳模型为基础,引入弹性应变能释放项,构建了新的适用于复杂载荷的疲劳模型.利用这一模型,结合表面梯度强化层的强度、模量和残余应力的梯度分布特征,对含表面梯度强化层的缺口样品的疲劳形核寿命分布及裂纹起源位置进行数值分析.分析结果表明:表面强化会增加样品的疲劳形核寿命,强化层厚度变化会改变裂纹形核位置.存在临界厚度,当强化层厚度小于临界厚度,裂纹形核于强化层与基体的界面;反之,形核于强化亚表层或表面.硬度比增加会导致临界厚度增加,过大的残余压应力会降低疲劳裂纹形核寿命.相同名义应力集中系数值(Kt)的样品在同一强化工艺处理后,其疲劳形核寿命和裂纹起源位置随样品缺口尺寸而改变.     

300MW烟汽轮机传动薄片的寿命计算

通过分析汽轮机传动薄片的特性,利用有限元软件ANSYS8.0对金属薄片传动中圆环式薄片进行了应力分析计算,进而应用局部应力—应变法计算薄片的疲劳寿命。并对薄片的寿命影响因素进行了对比分析讨论,给设计制造转动装置提供了依据。     

皮带机托带滚筒结构改造

将原来的焊接式滚筒筒皮改为离心铸造式筒皮,并适当加大其筒皮的厚度,提高了滚筒的回转精度,消除了焊接内应力：由于筒皮太长,所以将两段筒皮焊接而成;再在焊接的中间部位加一段衬套组件,提高了滚筒的支撑强度;加强轮毂与筒皮的焊缝熔深,提高焊缝的强度。     

基于热力耦合多W型金属封严环疲劳寿命预测

针对多W型金属封严环在高温高压工作环境下的疲劳寿命预测问题,综合考虑燃气温度、介质压力和螺栓预紧等载荷作用,基于热力耦合的方法完成了多W型金属封严环应力分析及疲劳寿命预测.结果表明:封严环最大应力位置与疲劳寿命最小位置一致,均在波峰圆弧外侧表面处;燃气温度500℃、介质压差0.5 MPa条件下该封严环疲劳寿命达到最高;文中提出的预测金属封严环疲劳寿命的方法比较可靠,为先进金属封严环的设计提供了参考.     

制冷压缩机舌簧阀疲劳特性实验研究

文章分析了影响制冷压缩机舌簧阀寿命的因素,以某型号滚动转子压缩机的排气阀片为研究对象,设计了一套适用于舌簧阀的加速疲劳实验装置,并基于无限寿命理论制定了实验方案;最后利用PROTO-iXRD型X射线衍射仪对实验前、后阀片特定位置进行残余应力测试;测试得出阀片根部位置压缩残余应力衰减最快,并对此进行了分析。该研究为舌簧阀制造工艺的改进提供了一定的依据。     

基于热点应力法的焊接结构疲劳评估

针对传统名义应力整体法在焊接板结构疲劳分析应用中的实际困难,介绍和分析了应用于海洋结构工程领域的基于表面外推的热点应力法.通过对焊接样件在不同应力水平下的疲劳试验,获取了焊接样件在97.7%可靠度下的疲劳寿命.采用热点应力法计算样件焊趾处热点应力值,提出考虑主板厚度效应的修正S-N曲线,并预测了样件的疲劳寿命.结果表明:板厚修正后的热点应力S-N曲线应用于薄板焊接结构疲劳寿命评估具有更高的精度和可靠性.以轨道车辆用焊接天线梁为例,采用该方法分析了焊缝处的热点应力,其最大应力发生位置与线路运用中出现裂纹位置相吻合,其计算寿命为7.1×10~5次,与实际运营结果基本一致.为平板焊接接头的抗疲劳设计提供参考.     

双圆弧谐波传动齿廓参数对柔轮应力影响

针对设计规范中未考虑齿廓参数对柔轮疲劳寿命影响的问题,采用包络法设计无公切线双圆弧共轭齿廓,进行多体接触有限元分析,并建立齿廓参数与柔轮应力的响应面模型,分析各齿廓参数对柔轮应力的影响规律.结果表明:由于刚轮与柔轮之间的啮合齿对会约束装入波发生器时产生的柔轮变形,所以柔轮应力对齿廓参数变化的敏感度较高;谐波传动为多齿啮合传动,单个接触齿对受载较小,载荷对柔轮应力影响较小;齿厚比和双圆弧倾角对柔轮应力的影响最大,齿顶高系数和齿根圆角半径的影响次之,齿根高系数的影响最小;柔轮应力随齿根半径和齿根高系数的增大先减小后增大,其余齿形参数与柔轮应力呈负相关.     

基于有限元的差速器齿轮动态啮合特性分析

针对汽车行驶过程中差速器的2种典型工况,计算某轿车差速器行星齿轮和半轴齿轮的转速和转矩分配.基于有限元动态仿真方法,建立差速器齿轮接触有限元模型,进行动态啮合仿真,研究了齿轮啮合时的应力分布情况.分析了齿轮接触面间的摩擦系数对应力分布的影响,发现随着摩擦系数的增大,齿轮接触应力有所上升.基于名义应力法,以动态啮合时的最大接触应力作为载荷输入,计算齿轮的接触和弯曲疲劳寿命,齿轮的疲劳危险位置发生在齿轮齿面接触区域和齿轮齿根,齿轮寿命符合设计要求.结果表明所开发的结合齿轮动态仿真与疲劳寿命分析方法可以有效地预测差速器齿轮寿命.     

基于实测载荷特性的玉米联合收获机车架疲劳特性分析

智慧农机的发展需要丰富的技术储备,为了解玉米联合收获机车架的疲劳寿命情况,基于实测载荷特性完成了玉米收获机车架复杂工况下疲劳特性分析;通过理论及仿真分析,并充分考虑实践经验确定测点,采集有效载荷信号,并完成信号分析;基于有限元方法对车架进行相关特性分析,并利用实测载荷完成随机振动分析,得到的危险节点的应力功率谱,结合材料S-N曲线及疲劳累计损伤原则对车架进行时域及频域疲劳寿命分析;利用随机振动分析得到不同车速下最大应力功率谱曲线和实测应力功率谱,基于Drilik经验公式对车架危险部位进行寿命计算。结果表明:疲劳薄弱的位置出现在纵梁之间的连接处、驾驶室支座与车架连接处及后桥与尾部车架连接处,这些位置的疲劳寿命一般处于10~6上,车架其余位置寿命均在10~7以上。研究结果为车架的设计及优化提供了理论依据。     

柔性支承下风力机低速轴轴承疲劳寿命分析

随机风载荷和塔架的柔性支承容易使齿轮箱低速轴轴承受到复杂交变载荷,导致轴承疲劳损坏。为研究在柔性支承和变载荷下风力机齿轮箱低速轴轴承的疲劳寿命,文章建立柔性支承下风力机齿轮箱动力学模型,得出低速轴轴承动态载荷,并对轴承进行静力学分析。最后根据准静态学分析法,得到轴承应力谱,并基于Miner线性累积损伤法则对低速轴轴承的疲劳寿命进行估算。分析结果表明,滚动体与内圈接触区域的外侧倒角处接触应力最大,该最大接触应力结果与Hertz理论计算出的应力幅值结果较为一致;考虑塔架柔性支承下得到风力机低速轴轴承疲劳寿命小于其设计寿命,因此在风力机低速轴轴承设计时必须考虑塔架的柔性支承。