高铁轮对过盈配合下导波传播特性

高铁轮轴与轮毂的连接形式为过盈配合,列车运行过程中由于交变载荷的存在,在轮轴应力集中区域易发生微动疲劳损伤.导波具有传播距离长、衰减率低、对微小损伤敏感的特点,非常适用于微动疲劳损伤检测.目前的检测方法大都需要将轮轴拆卸下来,对过盈配合轮毂轮轴上的导波传播特性研究极少.为此,首先通过改变轮轴与轮子装配的过盈量,研究装配质量对导波传播的影响,然后探究能量差法是否可以在装配有轮毂的轮轴上检测损伤.结果表明,导波传播受过盈量的影响较大,过盈量增加则导波幅值减小.由于能量差法是基于结构的轴对称性来检测损伤的,该方法在装配有轮子的轮轴上仍可适用.     

离心载荷对轴类部件过盈配合的影响研究

基于平面应力假设,考虑初始过盈量的影响,将轴类过盈配合部件简化成含初始过盈量的旋转圆盘,推导轴类过盈配合部件在离心力载荷下的过盈量减小量的公式。以高速列车实物轮轴为研究对象,采用理论数值方法及有限元软件仿真分析,得到轮轴等效模型在不同旋转角速度下的接触压应力及过盈量的变化特征。研究结果表明：基于MATLAB数值模拟和ANSYS有限元仿真得到的接触压力及径向位移随旋转角速度变化的数值变化规律基本一致,验证了含初始过盈量的轴类部件过盈量减小量公式推导的准确性。过盈配合轮轴结构间的过盈量和接触压应力随旋转角速度不断增大而呈现非线性减小的特征,轮轴间的配合状态逐渐由过盈状态转变为间隙配合状态,旋转角速度临界值约为960 rad/s。由于有限元仿真软件通过施加径向位移差的方式施加过盈量,在接触状态由过盈状态转变为间隙状态之前,轮轴接触主从面一直处于零间隙状态。     

准高速内燃机车车轮热应力分析

在轴对称模型基础上,本文运用ANSYS软件分别模拟计算了内燃机车轮箍式车轮组装应力,列车制动时因摩擦热而引起的应力,并模拟计算在不同过盈量组合下轮箍式车轮因过盈装配而引起的组装应力和列车制动时引起的热应力,并得出相应的结论,为确定车轮过盈量、组装工艺,了解机车运用中轮对工作状况提供了依据。     

椭圆管道与连接器过盈装配应力有限元分析

基于组合厚壁圆筒理论和管道与连接器过盈装配有限元计算,分析了海底椭圆管道与机械连接器水下过盈装配的应力问题。采用数值模拟的方法分析过盈装配过程中的产生的极值有效应力并引入椭圆度应力系数大小衡量应力集中效应强弱。结果表明,管道接触应力与等效过盈量密切相关,而椭圆度影响过盈面接触应力分布的均匀性。椭圆度应力系数越大,管道应力集中效应越明显,承载的应力越大。随着椭圆度增大,通过适当增加等效过盈量的办法,即可增大过盈装配应力的承载能力。     

轮轴间过盈量对动态变形量影响的模拟研究

针对压装后轮轴在车辆运行中发生的松动、裂纹等现象,以轮轴间过盈量为研究对象,应用Hypermesh软件对车轮和车轴分别建立三维有限元模型;将轮对有限元模型导入到ANSYS软件中进行模态计算;将计算数据导入到车辆系统动力学模型中,进而建立刚柔耦合车辆系统动力学模型,进行仿真分析。仿真结果表明,轮轴间等效应力的大小与过盈量基本上成正比;其分布在轮毂处且较均匀,在轮毂边缘处达到最大值;轮轴间变形量最大值在车轮轮毂内侧,车轮轮毂外侧变形量相对较小;轮轴间过盈量取值为0.31~0.37 mm时,其变形量较小,有利于减缓轮轴间动态作用。     

轮轴间过盈量对动态变形量的影响

针对压装后轮轴在车辆运行中发生的松动、裂纹等现象,以轮轴间过盈量为研究对象,应用Hypermesh软件对车轮和车轴分别建立三维有限元模型,将轮对有限元模型导入到ANSYS软件中进行模态计算,将计算数据导入到车辆系统动力学模型中,进而建立刚柔耦合车辆系统动力学模型,进行仿真分析。仿真结果表明,轮轴间预应力的大小与过盈量基本上成正比,其分布在轮毂处且较均匀,在轮毂边缘处达到最大值;轮轴间变形量最大值在车轮轮毂内侧,车轮轮毂外侧变形量相对较小;轮轴间过盈量取值为0.31～0.37mm时,其变形量较小,有利于减缓轮轴间动态作用。     

应力释放扁挤压筒的优化设计

利用材料力学中的力线平移定理并结合有限元方法,综合分析了扁挤压筒优化设计中孔型、层间过盈量、层厚等结构优化参数对扁挤压筒应力分布的影响;提出了一种扁挤压筒内应力分布优化的新方法,可应用于一般扁挤压筒的设计;通过分析扁挤压筒的内应力分布情况,提出了一种应力释放扁挤压筒新结构。通过有限元模拟分析验证,得到了较为合理的扁挤压筒新结构的外套宽度和层间过盈量,可使扁挤压筒应力峰值降低5%以上,从而可提高扁挤压筒的使用寿命。此项研究可为优化扁挤压筒结构及装配提供参考。     

强压状态下回转窑托轮与托轮轴配合区的力学性能研究

根据托轮及托轮轴的结构特点,建立了托轮、托轮轴的接触有限元模型.针对托轮的不同受力状态,应用接触问题的变分不等式法,对托轮、托轮轴的过盈配合问题进行了有限元数值计算,得到了配合区托轮孔、托轮轴的最大等效应力及配合区最大、最小接触压力的计算公式.结果表明,配合区端面接触节点的微动量大于配合区内部接触节点的微动量,在配合区端面从托轮轴底端到顶端,径向应力逐渐递增,随托轮旋转,配合区端面接触压力处于交变状态.     

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。     

关于柱齿钻头过盈配合的初步分析

凿岩用的柱齿钻头,采用过盈配合的办法,把硬质合金柱固定在钻头体上,固齿工艺,是影响钻齿头质量的重要因素。本文是在弹性状态及安装合金柱的孔附近出现局部塑性变形的情况下,对钻头体的装配应力进行分析,得到过盈配合时,过盈量与抱紧力、过盈量与装配压入力之间的关系,根据这些关系,作出了有关的图表。並将理论分析的结果与孔板试验进行了对比,它们基本上是符合的。同时对过盈量的选取进行了討论,考虑加工精度、钻头体硬度及工艺过程中一些因素对固齿质量的影响,为提高固齿质量提供了理论依据。     

造纸机压榨辊装配压强的有限元分析

具有外伸端的过盈配合结构之装配压强的分布规律及数值大小是固体力学范畴中一个非常复杂的问题，造纸机压榨辊的结构正是如此，因此，分析压榨辊装配压强对于改善压榨辊的受力状况及合理进行结构设计是非常必要的。本文用有限元方法对造纸机压榨辊装配压强进行了分析，为压榨辊的设计提供了依据。     

干涉配合对飞机机翼螺栓连接结构力学性能的影响

为了研究干涉量对螺栓连接结构力学性能的影响,以航空工程中常用的飞机机翼螺栓干涉连接结构模型为研究对象,采用了基于试验验证的有限元分析方法,通过试验验证了所建立的螺栓连接结构三维弹塑性有限元分析模型的可靠性,在此基础上建立了6种不同干涉量下飞机机翼螺栓连接结构的参数分析模型,系统地分析不同干涉量对螺栓连接结构孔边应力分布...     

基于混合循环算法的复杂装配体装配序列智能规划

针对单一算法无法实现复杂装配体装配序列智能规划以及缺乏深度人机交互而导致的改进效果不佳等问题,提出一种混合循环算法.该算法以遗传算法为主体,利用干涉矩阵和接触矩阵调整随机生成的装配序列,以装配方向及工具的统一性构建适应度函数;其次结合模拟退火算法,在迭代前加入退火操作,利用Metropolis准则接受交叉和变异后的个体序列;引入粒子群算法的跟踪极值思想,直接选择个体最优和群体最优序列与后代交叉;最后结合虚拟现实技术建立装配模拟平台,从装配稳定性及工具操作空间两个维度进一步优化序列.基于该方法以汽车后桥总成装配序列规划为例进行验证,表明所得装配序列符合实际生产,该方法切实有效.     

基于薄板单元的水泥混凝土路面荷载应力分析

将刚性、半刚性基层上水泥混凝土路面结构简化为弹性地基上不等平面尺寸双层结构模型,在轴(轮)载作用下,采用薄板单元,讨论了模型网格划分和计算精度的关系.研究了移动轴载作用下路面结构最大荷载应力大小和位置的变化规律.分析了基层超宽对面层和基层自身最大荷载应力的影响,基层超宽降低了面层的荷载应力,幅度为0～33%;但基层自身荷载应力明显增大.比较了采用薄板单元及实体单元时面层和基层最大荷载应力的差异,当面、基层厚度增大时,采用薄板单元得到的面层荷载应力偏大0～20%;而基层荷载应力偏小2%～30%.给出了标准轴载作用于纵边中部荷位的荷载应力修正系数.     

车用榫卯构件过盈连接的性能研究

将榫卯结构应用于新能源汽车铝合金骨架,优化了悬臂结构的受力方式。通过热胀冷缩法可实现榫卯结构的过盈配合,采用试验与有限元仿真分析相结合的方法,研究了不同过盈量下榫卯构件的最大承载力。试验结果表明,当榫卯样件立放时,榫卯构件过盈量取0.3 mm时可承受最大静载力分别为0.2 mm的1.437倍,0.1 mm的2.467倍;而榫卯样件横放时不同过盈量所对应的最大静载力基本相同。仿真分析进一步表明,当榫卯样件立放受载,榫头与卯口发生相对滑移时,三组试件均发生破坏,且发生拔榫现象。     

双层水泥混凝土路面结构临界点位置分析

针对我国水泥混凝土路面刚性、半刚性材料作为基层大量使用的情况,基于弹性地基上不等平面尺寸双层结构模型,采用3维20节点实体单元,讨论了轴载作用下水泥混凝土路面结构(面层和基层)最大荷载应力点的位置、大小和对应的荷位,多轴荷载对最大荷载应力位置和大小的影响,以及移动轴载作用下的最大荷载应力影响线;分析了轴载作用于不同荷位时,基层有无超宽对面层、基层自身最大荷载应力的影响,以及轴载向面层内侧移动时路面结构最大荷载应力的变化规律;讨论了温度翘曲和荷载作用的耦合效应.研究结果可用于确定水泥混凝土路面结构临界点的位置.     

汽车驱动桥总成结构设计、三维建模与虚拟装配研究

简述了依据汽车设计规范和相关设计理论对驱动桥各零件进行结构设计的主要思路.给出了在Pro/ Engineer软件中基于特征创建驱动桥各零件三维模型的思路与结果.阐述了建立驱动桥三维装配模型的方法和主要步骤.驱动桥各零件三维精确建模有助于提高其零件的数控加工精度,三维虚拟装配则有助于及时发现和解决结构设计中的问题,从而缩短驱动桥产品的研发周期,降低设计成本.     

汽车驱动桥壳焊接变形及焊接残余应力有限元仿真分析

汽车驱动桥壳焊接过程中复杂的温度场与焊接残余应力分布使桥壳产生了较大的焊接变形,利用CATIA建立桥壳三维模型,使用Simufact Welding软件对其焊接温度场和焊接残余应力及焊接变形进行模拟分析,研究了装夹条件对桥壳焊接变形及焊接残余应力的影响.结果表明:桥壳焊接变形以桥壳两端向焊缝方向收缩翘曲变形为主,最大值...