挤压组合凹模的有限元分析

本文运用有限元法对GCr15钢轴承套冷挤压组合凹模的三种典型结构进行了分析计算,给出了轴对称构件由过盈配合产生的预应力的有限元计算格式,获得了与实际情形比较接近的应力分布曲线,从而为有效地解决冷挤压凹模的开裂问题提供了理论依据.     

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。     

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     

多层压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。     

冷挤压组合凹模预应力的有限元计算

本文根据变分原理、有限元基本方程和线性单元的特性,分别导出计算阶台式和平口式组合凹模预应力的计算模型。利用这两种模型分别计算了轴承套圈冷挤压组合凹模的预应力,并同拉美公式的计算结果进行了分析比较。     

后结合预应力组合梁桥的抗裂性能试验

为研究后结合预应力组合梁桥的预压应力分布和负弯矩区抗裂性能，设计2根连续组合试验梁，其中一根为负弯矩区设计成全预应力混凝土板的后结合组合梁，另一根为无预应力的普通组合梁。测试了试验梁在张拉预应力筋和静力加载过程的受力性能，得到负弯矩区截面的应力状态和裂缝分布。试验表明：因钢梁和混凝土板不连接，预压应力由混凝土板承担且混凝土截面的预压应力沿着横向的分布不均匀。后结合预应力组合梁的初始开裂荷载和群钉孔外的开裂荷载分别是普通组合梁的3.1和5.0倍。后结合预应力组合梁抑制裂缝沿着横向贯穿混凝土板，提高了负弯矩区的抗裂性能。混凝土平均裂缝间距约等于横向钢筋间距。后结合预应力组合梁在开裂后的受力状态与普通组合梁类似。     

冷挤压凸模的结构与寿命

本文论述了影响冷挤压凸模寿命的因素,分析凸模的各种破坏状态,而后着重分析凸模结构对寿命的影响。通过应力测试对凸模的应力状态进行分析,凸模的应力特点是交变应力,单位应力高,还存在附加弯曲应力及温度疲劳应力的影响,指出凸模的结构对提高寿命有很大作用。通过力学分析和光弹性力学模型试验,对原凸模结构和改进后的凸模结构进行光弹性模型照片的比较,观察到应力集中的影响,并通过应力集中系数的计算,提出不同单位挤压力时反挤压凸模的最小圆角半径值。为了进一步分析凸模内应力分布状况,用有限单元法对凸模进行计算,求出应力集中值及最危险断面区域,与实际破坏断面完全符合。根据分析提出新型组合凸模的结构,并对几种改进结构作进一步比较。通过工厂生产的比较长期使用,获得较好的效果。最后从生产实践总结组合凸模具有的优点。     

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。     

后结合预应力组合梁桥的混凝土预应力实效测试与分析

为了研究后结合预应力法在组合结构连续梁桥中的应用效果,并与常规预应力组合梁的预应力实施情况进行比较,基于换算截面法分别推导了后结合和常规结合连续组合梁桥的中支点截面应力计算公式,结合国内首座大跨度后结合预应力组合连续梁桥开展实桥受力性能测试,测量负弯矩区中支点截面在各施工工况中的应力状态。测量结果表明：后结合预应力法不会在钢梁中产生压应力,有效提升了预应力在混凝土中的施加效率,后结合法产生在混凝土中的预压应力是常规预应力法的1.3倍。计算分析表明,采用后结合预应力法在跨径70 m以下连续组合梁中可以实现混凝土桥面板为全预应力状态,在跨径110 m以下连续组合梁中可以实现混凝土不开裂的A类预应力状态。     

通过工程实际问题认识强度理论的分析和研究

运用统一强度理论和其他多种强度理论分析了受内压作用的薄壁压力容器和挺柱体冷挤压预应力组合凹模;通过对分析结果的比较充分认识了统一强度理论,并应用于冷挤压凹模和涡旋压缩机内壁压力等实际工程研究中.     

横向分段施工预应力箱梁的湿接缝受力性能研究

横向分段施工预应力箱梁受拉区的湿接缝混凝土易于开裂,然而对此类结构在实际的使用过程中观测表明,湿接缝混凝土在荷载作用下并未开裂。通过横向分段施工预应力箱梁两种类型的模型试验加载和对应的有限元分析比较,表明当外荷载作用时,横向分段施工预应力混凝土箱梁截面一定存在预应力的重分布作用,即作用在预制结构上的预应力对湿接缝处的混凝土拉应力有贡献,此处混凝土受力有异于普通钢筋混凝土结构,且现有的有限元通用程序尚无法计算此应力重分布值的大小。     

大模数冷挤压直齿轮冷整形方式的选择

为提高大模数冷挤压直齿轮冷整形后的精度,以冷挤压齿轮实测尺寸为基础,建立基于误差模型的直齿轮冷整形过程的弹塑性有限元仿真模型,通过数值模拟得到不同冷整形方式下齿轮应力应变分布及齿形凹模的受力情况,并得出不同冷整形方式对精整后齿轮精度的影响规律。针对模拟结果进行冷整形工艺实验,并对整形前后齿轮的检测数据进行配对t检验。研究结果表明:采用只整形齿面的方式可以显著提高冷挤压齿轮的精度,齿轮齿形精度由9级提高至7级,齿向精度由10级提高至8级,工艺实验结果与模拟结果较一致。     

双层组合凹模的设计依据与方法

本文分析了双层组合凹模的实际工作条件及应力分布状态,提出了按“工作过程危险层”进行强度设计的论点,导出了双层组合凹模的允许相对工作内压力系数与它的主要几何参数的关系式。通过计算机辅助设计,给出了双层组合凹模工程设计的参考数据,推荐了双层组合凹模的最优主要几何参数。     

大跨预应力混凝土连续梁桥悬臂施工结构控制分析

目的研究大跨度预应力混凝土连续梁桥悬臂施工的成桥线形和受力情况,为施工控制提供理论依据,并指导桥梁的设计和施工.方法模拟分析大跨度预应力钢筋混凝土连续桥梁悬臂施工的受力状态和变形特点,得到桥梁结构各个施工阶段的受力状态和变形,利用TDV软件建立桥梁模型,分别采用正装分析法、倒装分析法和无应力状态分析法,对桥梁施工过程进行结构控制分析.结果模拟分析出桥梁结构在各个施工阶段的变形和受力状态以及它们的变化规律,保证桥梁成桥的线形和受力情况符合设计要求.结论根据结构控制原理并结合模拟分析数据特点,正装分析法适用于施工过程中结构应力计算,倒装分析法适用于施工过程中立模标高的确定,无应力状态分析法适用于预测成桥状态下的结构应力和线性情况.     

滨州黄河大桥主梁边箱模型试验

滨州黄河大桥主桥是三塔预应力混凝土斜拉桥,主梁为预应力混凝土箱梁.为加强主梁受力的整体性,抵抗静载和动载产生的横向弯矩,横梁结构内设置了横向预应力钢束.进行标准梁段足尺模型试验,观测试验模型横向预应力钢束张拉后,主梁边箱测点的应变,以及模型表面混凝土裂缝的情况.采用空间有限单元法,建立主梁节段的计算模型,对主梁边箱在横向预应力作用下的受力特性进行分析.研究表明,在张拉横向预应力钢束以后,主梁边箱斜腹板中部会出现高拉应力区以及混凝土裂缝.可以采取在边箱上翼板内增设纵向预应力束、增设边箱斜腹板内纵向非预应力钢筋等技术措施来改善边箱斜腹板的受力情况,避免混凝土裂缝出现.     

基于DEFORM的汽车半轴套管模具结构优化

采用体积成形有限元分析软件DEFORM对半轴套管的一次热挤压成形过程进行了模拟,分析了成形过程中金属的流动情况,得出了凹模开裂的原因为圆角结构过小导致应力开裂的结论,对凹模结构进行了优化,优化后的结构不仅能有效地避免凹模开裂,而且更利于坯料成形和减小挤压力.     

刚构-斜拉组合桥静力分析

刚构-斜拉组合桥是一种新型组合桥梁结构,引入只受拉索单元较真实地模拟斜拉索的垂度效应非线性行为,计算出了合理成桥状态下结构各项应力包络值,实现全预应力混凝土设计的要求,得到受力较优的成桥状态。     

多层组合圆挤压筒变形及应力分布规律分析

文章基于ANSYS提供的FEM法,按接触非线性对多层组合圆挤压筒在未工作状态下(仅受预紧力作用)和工作状态下(工作压力与预紧力联合作用)分别进行计算,得出其变形及应力分布的一般规律,分析结果与用厚壁圆筒理论计算的结果基本吻合,同时还对非均布内压力作用的影响进行了讨论,为组合凹模的结构优化和扁挤压筒的设计提供了技术支持。     

圆锥轴承套圈冷挤压

本文报导轴承套圈冷挤压工艺和模具的试验研究结果,并计算了挤压变形力.提出利用阶梯型组合凹模可解决模具破裂问题,此种模具结构还可推广应用于类似零件的冷挤压.     

后张预应力混凝土空心板梁端裂缝分析及试验研究

为了精确分析后张法预应力混凝土空心板梁,在预应力的作用下梁端横向应力过大产生开裂的现象,考虑到由于后张法梁端开裂分析研究较为复杂,采用平面杆系理论进行桥梁整体分析,同时进行梁端局部实体计算,通过实体分析证明了横向分析的重要性,得出各种裂缝的成因.同时,根据梁的实际情况给出了裸梁加载的计算方法,现场实测了板梁内力、挠度与裂缝发展情况等参数.依据理论和试验研究的结果,给出了板梁的维修、加固方案,保证了结构的安全使用.