先整体后局部的铝合金车库节点受力分析

铝合金结构是一种应用前景广泛的新型承重结构。为了解决某小区单个铝合金结构车库梁柱节点的连接问题,提出了全新的铝合金结构梁柱节点的连接形式,以充分发挥铝合金材料的优点。先采用ABAQUS建立梁单元模型对结构进行整体分析,基于《铝合金结构设计规范》对主要受力构件的梁和柱进行强度和整体稳定性的校核验算,通过自由振动行为分析结构的薄弱部分,再基于圣维南原理建立实体单元的节点有限元模型进行局部分析,验证先整体后局部分析方法的有效性,分析其应力分布情况且校核其强度,对结构的薄弱环节和节点的应力集中提出解决意见和改进措施。结果表明,所设计的节点连接形式符合规范要求并满足设计需要,为铝合金结构设计和分析提供了参考价值。     

7A04铝合金圆管构件轴压稳定性研究

为研究7A04铝合金圆管构件的轴压稳定性,进行了12个试件的轴压稳定性试验,并建立了与之对应的有限元模型,通过试验验证该模型后进行了参数化分析,最后将整体轴压稳定系数的试验值、参数化分析值与根据各国规范计算的结果进行了对比.研究结果表明:12个试件均为整体弯曲失稳破坏;根据各国规范计算的整体轴压稳定系数值均低于其试验值与参数化分析值,其中我国的《钢结构设计标准》最接近,美国的新版规范最保守;根据试验及参数化分析数据提出了7A04铝合金圆管构件轴压稳定系数的建议计算公式.     

大截面7A04高强铝合金角形柱轴压整体稳定试验研究

为研究大截面的7A04高强铝合金角形柱轴压整体稳定性能,进行了18个试件的试验,将试验结果与我国规范进行对比,并建立了试验的有限元模型.试验结果表明:名义长细比为30~80时,试件发生弯扭屈曲破坏;名义长细比为100时,试件发生弯曲屈曲破坏.可得出结论:我国规范过多考虑板件局部屈曲对于构件的影响从而大大低估其稳定承载力;对于板件宽厚比超限不多的构件,局部屈曲对构件稳定承载力几乎无影响;有限元计算结果与试验结果吻合良好,用所建立的有限元模型可以对7A04高强铝合金角形柱稳定性能进行准确模拟.     

铝合金表面非晶碳薄膜在硫酸盐还原菌作用下的腐蚀行为

采用等离子体增强化学气相沉积技术在7A04铝合金表面制备类金刚石(DLC)薄膜,利用电化学阻抗谱与动电位极化曲线对基体与DLC薄膜在硫酸盐还原菌(SRB)中的腐蚀行为进行研究,通过红外光谱及拉曼光谱对腐蚀产物结构进行表征。实验结果表明,随着浸泡时间的增加,7A04铝合金自腐蚀电流密度从1.151×10^-7A/cm²增大至1.968×10^-5A/cm²。镀有DLC薄膜的铝合金的自腐蚀电流密度小于基体,且随着浸泡时间的增加变化不大,在SRB溶液中表现出优异的耐蚀性。红外光谱、拉曼光谱及电化学阻抗谱的结果表明,镀有DLC薄膜的7A04铝合金在SRB溶液浸泡过程中,表面吸附较多的微生物及其代谢产物,薄膜表面耦合微生物膜是抑制SRB腐蚀的主要原因。     

7A04铝合金在薄液膜下腐蚀行为

采用薄液膜装置研究了7A04铝合金在1mol*L-1硫酸钠溶液(pH=5)中的腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物的微观形貌,用光电子能谱分析了腐蚀产物的组成,测试了试样在不同液膜厚度下腐蚀不同时间的交流阻抗曲线.结果表明:7A04铝合金在薄液膜下腐蚀不均匀,中心部位腐蚀轻微,而边沿腐蚀相对严重;腐蚀产物主要为Al(OH)3和硫酸铝;电化学阻抗谱显示在腐蚀前期(0～96h),110ìm液膜下7A04铝合金的腐蚀速率最大,而在腐蚀后期(96～168h),材料在本体溶液中腐蚀速率最大.     

铝合金自行车结构强度有限元分析

本文在结构强度有限元分析中,应用计算机半自动设计技术(CAD)建立了车架与前叉组合结构空间刚架力学模型,其中考虑了接触应力的影响。通过电测对有限元分析的可靠性进行了检验,还考虑了可能出现的三种工况,由此,为QE-01型铝合金自行车车架的强度设计提供了理论依据。     

某型履带车辆诱导轮结构强度分析

为配合某型履带车辆轻量化研制工作,研究分析了诱导轮所受履带张紧力的大小、方向以及位置,验证了诱导轮结构设计的合理性。建立了诱导轮的有限元模型,并进行结构强度的计算,对计算结果进行分析比较。结果表明,诱导轮的最大应力值位于包角为145°的轮毂边缘和部分加强筋处,小于材料的许用应力,满足设计要求。本研究为诱导轮的轻量化优化设计提供依据。     

7A85铝合金板材双级时效工艺研究

双级时效工艺可以在保证Al-Zn-Mg-Cu系铝合金材料高强度的同时,增加合金的耐腐蚀性能. 通过室温拉伸、电导率测量、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等检测分析,研究7A85铝合金板材在不同双级时效制度下的力学性能和组织变化. 结果表明,材料的断裂方式为穿晶型断裂与沿晶型断裂共存;双级时效参数对7A85铝合金板材强度和电导率的影响因子排序为：终时效时间>终时效温度>初时效温度>初时效时间;对延伸率的影响因子排序为：终时效温度>初时效温度>终时效时间>初时效时间. 通过正交试验得出7A85铝合金板材合宜的双级时效制度为110 ℃/6 h+155 ℃/8 h,此时合金的抗拉强度达到617.0 MPa,延伸率为12.6%,为7A85铝合金板材在航空航天领域的应用提供参考和借鉴.     

高墩桥横断面在复杂工况下的力学特性（英文）

以洛河特大桥实际工程为背景,利用Midas Civil软件建立了高墩桥在设计荷载作用下的模型,并分析了2种类型横断面高墩连续钢混构桥在不同荷载组合下的力学特性.经对比,在工况1,3中,A型横断面结构承载能力较B型有所提升,且A型横断面轴向应力最大值在1,3工况中较B型分别减少了28.54%,27.88%;在工况3中,A和B型高墩桥挠度最大值分别为3.953,3.643 mm, A型桥梁挠度较B型减少了7.84%,A型高墩桥结构刚度提高,结构变形降低.在各类工况中,高墩桥应力均满足强度要求.     

基于MATLAB的MZ04型机器人运动特性分析

机器人的运动特性分析是机器人研究与应用的重要基础。为了对机器人的应用和改造提供理论参考,取MZ04型机器人为研究对象,以D-H法建立机器人连杆坐标系,并通过齐次坐标变换建立其运动学方程。然后以MATLAB Robotics Toolbox建立机器人数学模型,并在此基础上对其进行运动学仿真及轨迹规划。仿真结果表明所建模型准确,机器人结构参数合理。     

铝合金油管特殊螺纹接头设计及密封性能

以应用于油井特殊环境下的铝合金油管为研究对象,对其接头螺纹及密封进行了设计研究。首先根据应用环境,确定了接头的结构及密封形式,然后采用理论设计方法,对偏梯形螺纹进行等强度设计,通过建立二维轴对称有限元模型,对螺纹面、密封锥面、密封环的密封特性进行了设计研究,结果表明:螺纹面和锥面的接触应力都随着其自身过盈量的增加而增加,但内外锥面的接触应力随着螺纹面过盈量的增加而减少,螺纹面的接触应力随锥面的过盈量变化不大。端面密封环过盈量的设计要综合考虑油管及自身受力的变形,以确保在密封环的变形量在其弹性范围内,提供较好的密封性能。最后以设计的结构参数为例,分析了接头在不同工况下的强度及密封性能,结果满足应用要求,验证了设计的合理性。     

多级固溶对7A04铝合金的力学性能和剥落腐蚀性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、室温拉伸及腐蚀剥落性能测试,研究多级固溶处理对7A04铝合金的微观组织、力学性能及剥落腐蚀行为的影响。研究结果表明:7A04铝合金经三级固溶(470℃/2 h+480℃/1 h+490℃/0.5 h)后第二相含量较单级与双级固溶分别减少了36.9%和28.2%;120℃/24 h时效后,抗拉强度Rm,屈服强度R_(p0.2)和伸长率A分别达到718.8 MPa,660.3 MPa和10.6%;当固溶处理工艺从单固溶处理升级到三级固溶处理时,剥蚀敏感性降低,铝合金的耐剥蚀性能等级由EC提高到EA~-。     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.     

基于弯曲和径向疲劳试验的车轮仿真分析

车轮在设计完成后,需要进行弯曲和径向疲劳物理试验,检验是否满足疲劳寿命的要求。为解决这种开发模式周期长、成本高的问题,基于弯曲和径向疲劳物理试验的方法,使用Creo和Ansys Workbench软件对材质为A356、规格为16×7 J的某型铝合金车轮,建立三维模型和有限元模型。给出仿真流程和仿真思路,采取静态分析模拟动态分析的方式,预测车轮疲劳寿命和安全系数。仿真结果表明,两种试验仿真中最大应力出现的位置与物理试验的位置相一致,验证了有限元方法预估车轮寿命的有效性,从而可以根据分析结果对车轮进行优化设计。     

铝合金轮毂的有限元分析

为了对铝合金轮毂进行力学性能的分析,基于CAD软件UG进行铝合金轮毂的三维建模,以幅板厚度和两幅板间夹角为变化量,建立了不同结构尺寸和形状的铝合金车轮模型。通过对有限元计算结果的分析,找到了幅板厚度和两幅板间夹角的最佳范围。结果表明:该方法可缩短设计周期,降低成本,对工程应用有一定的实用价值。     

基于MSC.Nastran的全尺寸无人机动态特性有限元分析

以某型无人机研制为背景,利用MSC.Patran建立了全尺寸无人机有限元模型,调整结构质量特性使其与设计参数一致,利用MSC.Nastran计算全机模态,得到全机的固有频率和振型。结果分析表明：采用高模量的碳纤维复合材料结构对于提高机翼、尾翼刚度和改善飞机性能具有重要作用。为无人机全机结构动态特性试验和设计提供了依据。     

基于APDL农业渠灌区计量平板闸门参数化建模及结构分析

针对渠灌区计量平板闸门的结构特点,采用APDL参数化有限元分析技术,建立平板闸门的三维有限元参数化模型并研究分析水压作用下,加强筋间距、门板板厚、铝合金薄板厚度等关键结构参数对闸门变形的影响规律.综合考虑结构参数对闸门质量的影响关系,得到跨度为2 m、高度为1.7 m的平板闸门,在保证强度和刚度要求前提下的关键结构参数值,使得闸门总体结构合理,达到轻量化设计的目的.     

基于混合元胞自动机的铝合金保险杠横梁设计

为提高保险杠横梁的耐撞性并考虑轻量化的要求,提出铝合金横梁结构的设计方法.建立耐撞性有限元仿真模型,基于混合元胞自动机方法进行耐撞性拓扑优化,根据材料分布得到H型梁的结构;采用Kriging近似模型技术,进一步优化拓扑优化后的截面尺寸.结果表明,所提出的结构设计方法可以得到合理的截面形状和尺寸,提高了保险杠横梁耐撞性且实现了轻量化设计.     

7NB直轴柱塞式泥浆泵运动学分析

介绍了一种钻井用新型泥浆泵—7NB泥浆泵的结构特点、工作机理和研究情况等。采用机械设计自动化软件(Pro/E)建立了7NB泥浆泵三维实体模型和运动学模型,实现了对7NB泥浆泵主要运动部件的运动学分析计算。通过简化结构,建立了7NB泥浆泵的运动方程和解析计算模型,进行了对比分析计算。通过计算找到了7NB泥浆泵的运动规律、运动特点,为进一步改进7NB泥浆泵的结构和工作性能提供了理论依据。     

承载式客车车身结构有限元分析

根据客车设计相关法规,考虑到制造工艺性和轻量化要求,对承载式车身6大组成部分分别进行了详细结构设计,并在UG NX5.0中建立了该客车车身数字化模型,将该数字化模型导入到ANSYS12.1软件中,就弯曲、扭转、紧急刹车等不同工况进行有限元分析,以检验该客车车身数字化模型是否满足工程应用中的强刚度条件要求,也为改进设计中有的放矢的提高其结构强刚度提供理论依据.