压缩机叶轮部装结构力学性能研究

为了研究大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在实际工况下的力学性能表现,以有限元法为基础,利用非线性接触理论分析了某大型压缩机组用闭式叶轮部装结构在装配过程、变工况运行过程中的应力大小与分布情况,分析可知该叶轮部装结构不会因工艺装配产生的内应力发生破坏;闭式叶轮具有工作性质稳定区域和非稳定区域,多数该型叶轮部装结构在12000r/min以上运行时发生失效.分析结果证明该分析方法具有较高的实用价值和较强的应用推广性.     

大过盈配合的叶轮-主轴温差拆解机理的研究

文章针对过盈配合的叶轮-主轴模型,通过对比不同的加热方式,选择出一种最优的加热方式;在该加热方式下,通过有限元计算的方法,得到拆解力与相关因素随时间变化的关系,并绘制曲线图,找到影响拆解力的最大因素;采用正交试验方法安排相关参数,通过回归分析对数据进行处理,建立拆解力与过盈量、摩擦系数、热膨胀系数和温度之间的回归方程。     

热连轧机油膜轴承弹性过盈装配过程研究

针对宝钢1580热连轧机精轧机组支承辊油膜轴承锥套使用中存在的各类损伤问题，利用三维弹塑性接触问题边界元法定量分析了轧机油膜轴承锥套与轧辊辊颈过盈装配过程中的变形和载荷特性，得出了装拆过程中不同的胀型压力和轴向推力条件下锥套接触压力延母线方向的变化规律，同时锥套端部和密封槽附近接触压力峰值的存在是加速锥套损伤及降低其使用寿命的重要原因。最后，从锥套结构和装配工艺等方面提出了具体的改进措施。     

基于有限元模型的圆锥面过盈联接接触应力与动态性能分析

圆锥面过盈联接是工程中应用的一种紧固联接方式.通过建立圆锥面过盈联接的有限元分析模型,分别计算并分析了不同过盈量、摩擦因数、结合长度影响下圆锥面过盈联接的应力情况和动态性能,并与等中径圆柱面相同过盈联接进行了比较,得到了不同过盈接触状况和结合长度对结构联接应力与联接动态性能的定量影响,指出圆锥面与圆柱面过盈联接,其过盈量大小对联接局部接触应力的影响明显,而对系统动态性能的影响差异不大.     

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。     

圆形件过盈联接与粘接抗扭性能的对比实验研究

金属粘接技术已广泛应用于机械工程各领域中，它具有粘接牢固可靠，操作简单，成本低等特点．本文对圆柱形孔－轴的几种过盈配合和粘接进行了抗扭性能的实验研究．实验结果表明：在一定情况下，间隙配合的粘接能够代替过盈联接；而过盈配合与粘接的联合作用可使其结合强度成倍地增加     

刀-屑局部摩擦因数建模及实验研究

基于黏着摩擦理论建立局部摩擦因数与接触面正应力和相对滑移速率之间的经验模型.采用试验方法来分析直角切削过程刀-屑接触面间的局部摩擦现象.设计的实验能够提供与实际切削相同的相对滑移速率和正应力条件.基于实验数据拟合并建立了基于正压力、相对滑移速率的摩擦因数经验模型.实验表明,在一定范围正应力和滑移速率下,摩擦因数随着接触面间的正应力、相对滑移速率的增加而降低.      

同步回转式压缩机滑片摩擦特性研究

通过对新型同步回转式压缩机滑片的运动及受力分析,建立了其动力学模型,分析推导了滑片上各点摩擦力随主轴转角的变化关系及滑片上摩擦功耗的大小.在该模型基础上,对一台排量为96 cm3/r的同步回转式压缩机样机的滑片所受的摩擦力及摩擦功耗进行了分析计算,并与相同规格的旋叶式压缩机进行比较.结果表明:同步回转式压缩机滑片摩擦功耗主要发生在滑片与转子滑槽之间,占滑片总摩擦功耗的88.5%;样机的滑片摩擦功耗只有66.08 W,比同规格旋叶式压缩机的滑片总摩擦功耗降低85.1%;样机的总摩擦功耗约为218 W,比同规格旋叶式压缩机降低53.8%.研究结果表明,同步回转式压缩机在摩擦功耗方面表现出明显优势.     

变截面涡旋压缩机几何模型及摩擦损失模型

给出一种组合型线的变截面涡旋压缩机几何模型,建立其容积、气体力及摩擦损失等的数学模型,通过Newton-Raphson数值方法对损失模型进行求解,得出摩擦损失功率、电动机轴功率及机械效率在不同转速下的变化曲线.通过对其曲线规律的分析,得出主轴承的摩擦损失是影响机械效率的主要因素,在优化及实际生产中应予以重视.     

考虑热-变形耦合的主轴-轴承系统瞬态热特性分析

为了更准确地预测主轴-轴承系统的温度场并实时监测关键零部件的温升情况,建立了考虑热-变形耦合的轴系瞬态热网络模型。根据热弹性力学理论,推导出主轴-轴承系统在装配应力、离心应力和热应力综合作用下的径向复合变形方程,基于热网络法优选试验轴系关键部件作为温度节点,综合考虑润滑剂黏温效应及轴系径向复合应力与变形,实时修正轴系热源、热边界条件等特性参数,实现了温度场与变形的耦合分析。通过编程求解获得了不同条件下轴承的瞬态温升曲线及轴系关键热参数的瞬态特性,结果表明,主轴转速越高,轴系热平衡温度越高,平衡时间越短;迭代步长的选取只影响温升曲线的收敛时间,不影响稳态温度值。与试验数据的对比结果表明,使用该瞬态热网络模型预测轴系温度场可显著降低计算误差。     

基于Abaqus摆臂与轴套过盈装配有限元分析

对过盈装配下摆臂与轴套间的松动脱出问题,借助有限元计算软件Abaqus分析了过盈量以及锥度对摆臂与轴套接触区域过盈状态的影响.结果表明:轴套与摆臂过盈装配,在弹性范围内随着过盈量的增加,径向接触压力增大,摩擦力增大;材料进入塑性后,随着过盈量的增加,材料的塑性应变区域不断扩大,而接触面间的接触压力基本保持不变,摩擦力保持不变.在塑性范围内,锥度对轴套和摆臂过盈脱出影响并不明显,主要原因是,锥度引起局部的过盈量增加,导致塑性应变区域扩大,而并未引起接触压力的增大,摩擦力也保持不变.     

轴系弯扭耦合振动的数学模型

从弯扭耦合的角度来研究旋转轴系的振动,将能更准确地把握轴系的动力学特性,从而为轴系的安全运行提供更有效的保障。本文建立了一个基于分段连续质量模型的轴系弯扭耦合振动数学模型,该模型考虑了不平衡、陀螺力矩、转动惯量、剪切变形及阻尼的影响,因而是一个比较精确的模型。从所得到的微分方程可以得出：当轴系存在不平衡时,扭转振动与弯曲振动之间存在着很明显的相互耦合关系,而且是高度非线性的。而当轴系没有不平衡时,扭转振动会对弯曲振动产生微弱的影响,而弯曲振动对扭转振动没有影响。     

用结构分析方法探索井壁破坏的机理

本文从部分煤矿立井井壁破坏的事例出发,采用井壁结构非线性有限元分析方法,分析了各种外荷载组合与井壁破坏的关系,提出了与实际井壁破坏形态相适应的外荷载组合为较大的竖向负摩擦力和较小的水平侧向力,从而分析得出井壁破坏的主要原因是地下水位的下降,表土地层的固结沉陷,并提出了改善井壁受力条件的措施。     

过盈配合量和预紧力对高速角接触球轴承刚度的影响

以滚动轴承拟静力学分析和滚道控制理论为基础,给出了计及轴承安装时的过盈配合量、预紧力等因素的影响,以及计算高速角接触球轴承中钢球与内、外圈的接触刚度和轴承整体的径向刚度、轴向刚度和角刚度的完整方法和相应的程序.对B7004轴承的分析表明:配合过盈量增加,钢球与内、外圈的接触刚度以及轴承的径向刚度增大,而轴承的轴向刚度和角刚度减小;预紧力增加,钢球接触刚度、轴承刚度随之增加;预紧力较小,特别当旋转速度较高时,应仔细选择合适的预紧力,否则轴承刚度会出现不稳定的波动.     

大展弦比飞机机翼弯曲变形分析和测试方法

将大展弦比飞机机翼简化为变截面悬臂梁结构。基于线性叠加原理,将变截面梁划分为n段,推导出梁挠度的计算方程。根据机翼实际尺寸,并考虑机翼自重和外挂载荷建立变截面梁模型,将梁划分为5段、10段、20段计算梁的挠度。利用ANSYS有限元软件中几何非线性迭代方法,分析变截面梁受均布载荷时的变形。理论计算结果和有限元仿真结果吻合,验证了该计算方法的有效性。为计算大展弦比飞机实际飞行过程中机翼实时弯曲变形,在机翼上布置应变计并进行地面标定试验,得到载荷与应变之间的关系方程和机翼各段的弯曲刚度。通过采集飞行实测应变数据,结合标定方程将机翼各测试切面应变-时间历程转化为载荷-时间历程,再利用挠度计算方程计算机翼的实时弯曲变形情况。为大展弦比飞机飞行过程中机翼变形测试提供了一种工程测试途径。     

35CrMo曲轴热成形材料模型的研究

本文通过对大型曲轴用钢３５ＣｒＭｏ 的热力模拟试验和数据处理,探讨了曲轴弯曲镦锻的热成形机制,研究了变形温度、应变速率等参量对３５ＣｒＭｏ 钢应力应变关系和再结晶特征的影响。建立了该类钢热成形的材料模型、给有限元数值模拟曲轴弯曲镦锻热成形过程提供了基本数据,也为大型曲轴热成形力能参数和温度制度的合理确定提供了科学依据。材料模型的确定,对于研究热成形实质,预报与控制工艺质量和产品质量乃至新工艺开发都有重要意义。     

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.     

含初弯曲缺陷的变刚度井壁整体稳定性分析

针对钻井法施工阶段固井前变刚度井壁结构整体稳定性问题,引入初始弯曲缺陷,建立固井前井壁结构稳定性分析的力学模型,该模型考虑了井壁分段数、节间连接刚度、井壁刚度分布、井壁轴向荷载分布等因素.通过理论推导,结合井壁结构的稳定系数,得出井壁挠度、井壁荷载以及井壁临界荷载的关系式,并编制程序实现了求解.应用程序进行计算,定量分析了上述各个因素对井壁结构施工整体稳定性的影响,并对计算结果进行拟合,得出了井壁结构最大挠度与井壁荷载关系的实用计算公式.     

涡旋压缩机型线始端的设计及加工

针对动静涡旋齿始端由于设计或加工的不当而在工作中出现的齿碰现象,通过动涡旋齿的运动分析,对涡旋齿始端的齿碰现象进行了详细的讨论,确定了最终啮合点的齿碰区域,提出了既可以避免齿碰,又不减少涡旋齿啮合的型线始端设计和加工方法．     

水资源与矿井水处理利用

煤矿建设,一方面需要大量的生产、生活用水,另一方面为保证煤矿安全进行人为排水又大大地破坏了地下水资源。我国淡水资源严重缺乏,全国许多矿区更是严重缺水。文章简要介绍了根据矿井水的水质类型,将矿井水净化处理为生产、生活用水的各种工艺流程,分析了矿井水资源化的社会效益、环境效益及经济效益。