曲轴的断裂分析及其计算模型的进一步讨论

本文从曲轴实际断裂面的形态出发,分析计算了以连杆轴颈下过渡圆弧之圆心为极座标原点所作各射线截面上极点的弯曲应力,并根据断裂力学中的σ_(θnia)x判据和疲劳理论中的应力梯度对疲劳裂纹扩展影响的观点,结合光弹试验结果提出了裂纹扩展阻力的概念。本文应用于170F曲轴断裂分析,由计算得到的断裂面位置与实际断裂面位置相当吻合;文章讨论了曲轴强度计算中通常采用的矩形刚架模型的缺点和改进意见;此外,文章中还讨论了运用本计算分析方法以确定曲轴强度的薄弱环节,并提供了提高曲轴强度的具体途径。     

基于ANSYS的柴油机曲轴有限元分析

本课题针对某四缸直列柴油机进行有限元静强度分析。曲轴采用三维建模软件PRO/E对柴油机曲轴进行了符合实际情况的三维建模。曲轴模型通过数据接口导入ANSYS,在ANSYS中对曲轴模型进行有限元网格划分。对曲轴进行静强度分析,研究了单个曲拐的变形和应力状态,检验了曲轴在实际工况下的强度及安全系数。为柴油机改进设计提供了有价值的理论依据。     

基于ANSYS的微型往复空压机曲轴的静力分析

在建立往复压缩机曲轴连杆机构力学模型的基础上,利用传统动力学分析方法,研究了曲轴的受力情况。并用MATLAB计算得到曲轴工作循环过程中所受动载荷的变化规律。确定了其工作循环中的危险点。然后利用有限元法模拟危险工况处曲轴载荷的加载,得到曲轴的静强度和静刚度特性。并确定了其应力和变形状态。研究结果确保了零件的安全性和可靠性,并对曲轴的优化设计有较高的参考价值。     

6DF1曲轴断裂失效原因分析

采用断口形貌观察、化学成分分析、金相检验和力学性能测试等方法,对42CrMo钢6DF1曲轴使用过程中发生断裂失效的原因进行研究。结果表明,该曲轴的断裂位置发生在连杆轴颈处,断裂系由疲劳引起,在疲劳裂纹源附近存在的成分偏析是曲轴发生疲劳断裂的主要原因。     

圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计

首先分析了圆柱螺旋弹簧静强度和疲劳强度可靠性模型建立方法,推导了其可靠性计算的公式和应力强度的分布形式.其次为充分发挥零件材料的效能同时又要考虑到零件的可靠性指标,以圆柱螺旋弹簧的质量为优化的目标函数,利用机械可靠性设计和机械最优化设计方法,在弹簧常规约束和可靠性约束基础上,建立了可靠性优化设计计算模型.最后,结合优化工具和上述优化模型对具体实例进行了应用计算,并分析对比了可靠性优化设计和常规优化设计的结果,说明所提可靠性优化设计方法实用、可靠,能最大程度地满足设计要求.     

汽车发动机曲轴有限元分析及优化设计

以汽车发动机曲轴为研究对象,对其进行有限元分析及优化设计。首先利用CATIA软件对其进行参数化建模,然后结合ANSYS Workbench软件进行有限元分析。最后以减小曲轴的最大应变和最大应力为目标函数,利用Design Exploration中的基于响应面的多目标优化对曲轴进行优化设计。结果表明,通过有限元分析及优化设计,曲轴结构的最大变形量减小了7.18%,最大应力减少了27.04%。由此可知,优化设计后曲轴的静刚度和强度均有一定程度的增强,提高了曲轴结构的可靠性。     

ZW型液化石油气压缩机曲轴仿真分析与设计

曲轴是活塞式压缩机的关键零部件之一,对压缩机曲轴的疲劳强度进行准确的分析可以极大地提高压缩机的运行可靠性。以ZW-0.8/10-16风冷立式双缸单作用液化石油气压缩机为例,首先利用Solidworks软件建立了曲轴的三维模型,接着通过对压缩机曲轴的有限元分析,得到了曲轴疲劳破坏的危险点。最后利用ANSYS软件建立优化模型并对优化后的曲轴强度进行了验证。结果表明,有限元法可以较准确地对曲轴进行疲劳分析,进而对曲轴的设计和改进提供理论依据。     

170F柴油机曲轴强度的试验研究

本文通过动、静态电测法和光弹性冻结切片法对170F柴油机曲轴结构尺寸和强度关系进行多方案的研究、对比,最后确定一种较佳方案供生产使用。文中指出轴颈台阶(凸肩)对曲轴强度有很大的影响。文中还按应力梯度对曲轴断裂方向进行了分析。     

基于ADAMS的压缩机主传动系统动力学优化问题研究

以某w型活塞式压缩机主传动系统为研究对象,利用多柔体动力学软件ADAMS,对额定工况下计入摩擦的压缩机主传动系统动力学优化设计问题进行研究．得到了额定工况下主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应．在此基础上,建立压缩机主传动系统动力学优化设计数学模型,以压缩机气缸中心线夹角和压缩机曲轴转速为设计变量,以两主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应的加权平均值为优化目标．采用参数化建模技术在ADAMS中建立优化模型进行优化分析,探讨了目标函数与设计变量之间的关系并得到最优解．得到的结论为活塞式压缩机动态设计打下基础．     

基于防爆铲运车传动轴万向节的有限元分析

针对某防爆铲运车传动轴万向节在工业性试验过程中出现强度不足这一现象,应用三维软件,有限元分析软件和疲劳寿命分析软件等工具,对传动轴模型进行网格划分、模态分析、寿命预测,进而获得了该传动轴万向节的应力、形变等分布情况,对花键连接处网格进行局部细化,根据分析结果适当提高花键处的强度.仿真结果表明,改进后的传动轴强度安全系数...     

采用多体动力学的压缩机曲轴结构优化

以小型活塞式压缩机为研究对象,提出了降低曲轴系统扭振幅值、提高曲轴强度、轻量化曲轴的优化设计方法。在考虑电机转动惯量影响的同时建立了曲轴系统多体动力学模型,利用正交试验方法从多个设计参数中筛选出影响曲轴系统扭振和强度性能的显著因子,并在显著因子和曲轴系统一个周期内的最大扭转角、峰值应力及质量下拟合了二阶响应面模型,采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)对二阶响应面拟合模型进行了优化。通过对某W型活塞式压缩机平衡重过渡圆角半径、曲轴偏心距和曲柄厚度进行优化显示,压缩机曲轴质量、自由端扭转角、峰值应力与初始值相比分别下降了11.31%、22.9%、25.10%,表明优化后曲轴系统的扭振幅值下降,质量减轻,强度提升。研究结果可为优化压缩机设计、提高曲轴的性能提供参考。     

往复泵曲轴受力分析

五缸往复泵相比同功率三缸泵具有体积小,运移方便等优点,五缸泵由于考虑到平衡,在曲轴上曲拐的分布上具有明显的特点,相邻曲拐间的角度是144度,这样曲轴受力状态更加复杂。尤其是增加曲轴轴承约束后,产生的静不定问题。通过建立曲轴以角度为变量的受力表达式,利用Mathcad软件得到曲轴在各个状态的受力状况,同时通过Ansys有限元分析工具得到各个状态的应力分布图,得出五拐曲轴扭矩更加平稳的结论,解释了为何正常工况下使用顺时针,即便是逆时针对曲轴强度更有利。对曲轴的校核和做进一步的优化有重要参考价值。     

空间结构销铰节点销轴常幅疲劳数值模拟

空间结构的受力关键是节点受力是否满足其强度或刚度要求。以空间结构销铰节点销轴常幅疲劳强度为研究对象,基于相似数值模型和nCode Designlife疲劳分析软件对节点进行5个因素共32个理论模型的疲劳仿真,得到其销轴应力-循环次数曲线(S-N curve)并建立其疲劳寿命理论估算公式。分析结果表明:销轴在对称循环加载作用下(应力比R=-1),其热点应力位于外侧内外耳板交界与销轴接触面处,且2×10~6循环次数对应名义允许应力幅为94.42 MPa;销轴常幅疲劳性能与节点销孔间隙、耳板厚度、耳板间距3个参数负相关,与销轴直径、销轴材质屈服强度2个参数正相关;销轴常幅疲劳性能影响因素敏感性的主次顺序为:销轴材质→销孔间隙→耳板间距→销轴直径→耳板厚度。     

大直径无轴式摩天轮结构强度与安全性分析

大直径无轴式摩天轮工作原理是电动机通过减速机减速，带动驱动轮，使其低速转动。使用ANSYS14.0有限元软件建立摩天轮数值模型，采用理论与数值模拟相结合的方法分析了大直径无轴式摩天轮的结构强度的安全性。通过对摩天轮的悬臂架、支撑环、轨道及吊箱轴在运行状态和大风状态下的强度分析，研究超大直径无轴式摩天轮结构。研究结果表明，超大直径摩天轮的悬臂架、支撑环、轨道及吊箱轴在运行状态和大风状态下的屈服强度、安全系数及最大应力能够满足相关规范要求。摩天轮的主要结构构件具有较高的安全性，其中悬臂架在运行状态下最大应力73.4 MPa，安全系数为5.2；在大风状态最大应力196 MPa，安全系数为1.8，满足结构设计规范的要求。研究结果可为大直径无轴式摩天轮的结构设计与施工提供理论与实践参考。     

YT1115型柴油机曲轴疲劳强度分析

介绍了利用I DEAS软件的Simulation功能对YT1115柴油机曲轴进行有限元计算。在确定计算模型时 ,对曲轴尺寸参数和形状参数没有进行简化 ,而是采用整根曲轴的三维实体模型 ,共划分 4133个节点 ,1786 7个单元。并同时计算其疲劳安全系数。针对YT1115柴油机曲轴疲劳安全系数偏低 ,提出了改进意见。     

兆瓦级风力机组偏航齿圈螺栓联接强度分析

建立兆瓦级风力发电机组偏航过程动力学模型和偏航齿圈与塔架法兰处螺栓联接三维模型并运用Hypermesh软件处理,在ABAQUS中建立螺栓接触模型,取预紧力为屈服极限σp0.2的60%~80%对螺栓联接偏航过程静力学性能进行分析。研究结果表明:通过对比不同预紧力工况下得出的应力强度与疲劳强度,提出可供参考的预紧力Fv取值范围;当且预紧力为0.7σp0.2时,螺栓及其连接件应力应变最理想,在仅受预紧力和加载极限载荷后最大应力分别为712.5 MPa和733.4 MPa,工作应力下的安全系数SF=1.28,满足强度设计要求,为该兆瓦级风力发电机组偏航齿圈螺栓联接及其他连接系统的应力强度校核、疲劳分析等提供参考,便于进一步优化设计。     

基于Workbench的1300HP型泥浆泵人字型齿轮研究

利用Workbench 11.0对Soliderworks构建的人字型齿轮模型进行工作静载荷和疲劳分析,得出各个啮合面下的静载荷应力云图、疲劳应力云图,找出人字齿轮静载荷和疲劳危险点并得出齿轮安全工作的最小啮合面积值.为优化和改造人字齿轮的结构、提高泥浆泵的综合机械性能提供理论依据和方法.     

柴油机曲轴疲劳强度的三维有限元分析

对X2105C-1柴油机的曲轴进行了三维疲劳强度分析,得到了曲轴应力-应变的分布情况,所得的应力分布规律与实际较为吻合,并进一步计算了曲轴在交变载荷下的安全系数,分析结果将为曲轴的进一步优化设计提供了理论依据.     

高速磁悬浮列车悬浮架结构可靠性研究

针对高速磁悬浮列车悬浮架结构可靠性评估问题,利用Hypermesh软件建立悬浮架的有限元模型,根据悬浮架实际运行情况,提出一套约束方案,并利用Ansys软件对高速磁浮列车进行静强度、疲劳强度以及模态分析,分别基于von Mises应力、Goodman疲劳极限图评估悬浮架结构的静强度和疲劳强度,基于Block Lanczos法计算悬浮架模态.结果表明:悬浮架的静强度分析结果显示4种超常载荷下最大受力位置均出现在摆杆处,总体均满足静强度要求;疲劳强度分析结果显示悬浮架上关键点应力和应力幅均在材料修正的Goodman疲劳极限内,满足疲劳强度要求;模态分析结果显示悬浮架的自振频率明显高于激振频率,不会产生共振现象,满足车辆运行要求.     

基于ANSYS的R175A柴油机曲轴应力分析

用ANSYS前处理建立曲轴三维实体模型、网格划分，划分结果译码成有限元计算需要的数据。计算曲轴受拉、压两种工况，经载荷和约束处理，应力结果由ANSYS求解器得到，利用已知应力对曲轴强度进行校核，校核结果和实际情况一致。