输电塔横担螺栓铝合金防松垫片的防松性能研究与改进设计

轴向拉压载荷以及横向剪切载荷是输电塔横担螺栓连接结构的主要受力形式.针对输电塔横担螺栓连接结构在风载作用下发生松动的现象,提出一种使用铝合金两面凹凸垫圈自锁双螺母的组合防松螺栓.对不同的防松螺栓垫圈进行风动激励研究,研究工况分别为使用不同形状垫圈和自锁双螺母的组合防松螺栓,分析不同组合防松螺栓的防松性能,提出组合载荷作...     

摩擦型高强螺栓连接受力性能有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS9．0建立高强螺栓连接的简化模型,对高强螺栓连接形式进行计算分析,重点考虑几何非线性影响,在模型中建立钢板与连接板、连接板与垫圈、垫圈与螺母及螺帽之间的接触单元,对结构的非线性接触行为进行模拟。通过对有限元计算结果的分析,对摩擦型高强螺栓连接的适用性进行评价,并重点比较分析主滑动发生前后,高强螺栓的受力性能。其分析结果为工程实际提供一定意义的参考。     

浅析消灭钢轨低接头病害的方法

神朔铁路神木北至朔州段线路初期采用60KG／M钢轨，S-1、S-2型预应力混凝土枕，钢轨接头采用对接形式，接头配件采用与钢轨相应的六孔双头式夹板及接头螺栓和弹簧垫圈，扣件采用弹条Ⅰ型扣件，道床材料全部采用石灰岩二级道碴。本段线路自1996年7月开通运营以来，到2001年底已完成运量7350万吨。到2002年底止，在本段235公里线路上，因钢轨裂纹和内伤累计换轨932根，其中因钢轨裂纹换轨占67％，分析其原因，主要是由于低接头病害而造成的。     

地铁隧道盾构法施工对不同类型桩基的影响

通过数值仿真试验,分析了盾构法隧道施工对邻近摩擦型与端承型单桩与双桩内力的影响,并对双桩与对应位置单桩内力试验结果进行了对比分析.由对比分析结果可知,对于摩擦型双桩,由于开挖引起桩间土侧摩阻力增加,因此开挖后前桩轴力增幅与对应位置单桩相比减小,对于端承型双桩,前桩轴力增幅与对应位置单桩相比基本不变;对于后桩,由于前桩遮挡作用,开挖对后桩轴力影响大为减弱,且端承型桩减小幅度比摩擦型桩小.开挖引起水平洞轴线以下后桩桩身弯矩发生大幅度减小,端承型减小幅度小于摩擦型;对于摩擦型与端承型双桩,由于承台联结作用,洞顶水平线以上后桩桩身弯矩趋于与前桩相同.     

横向载荷下止动盘螺栓松动有限元分析与改进

针对横向载荷下止动盘螺栓松动失效，借助ABAQUS分析软件，对螺栓初始预紧力、摩擦系数、载荷幅值、载荷频率等进行分析，表明初始预紧力、载荷幅值、摩擦系数是连接松动的重要影响因素。结合止动盘螺栓实际使用状态，提出止动盘螺栓按材料限制最高拧紧力矩施加初始预紧力、定期检查并补充拧紧、安装弹簧垫圈等修理方式可有效防止松动失效。     

发动机配气机构凸轮-从动件接触应力分析

配气机构中凸轮与从动件是一对重要的摩擦副,较易出现磨损、擦伤、劈裂等破坏。针对凸轮与从动件之间容易产生破坏的情况,通过改变气门弹簧的预紧力与刚度,以降低凸轮与从动件之间的接触应力,减少凸轮从动件间的接触破坏。利用AVL EXCITE Timing Drive建立某发动机配气机构单阀系动力学模型,对不同转速下的模型进行动力学分析。在Design Explorer中进行拉丁超立方试验设计,再通过Nelder-Mead算法对得到的试验数组进行优化,得出最佳的接触应力、弹簧预紧力与刚度的组合。试验与优化过程中,通过设置接触损失角和气门落座速度两个约束条件对优化结果进行约束,以防止弹簧预紧力与刚度的变化对机构整体的影响。优化得到的弹簧预紧力与刚度使得不同转速下最大接触应力均有所降低,且未出现飞脱现象。     

锚杆长度对反倾向岩质边坡稳定性影响

以某高速公路层状反倾岩质边坡为实例,采用双弹簧锚杆单元,通过FLAC^3D建立数值分析模型,探讨锚杆长度对边坡稳定性和滑动面的影响规律、锚杆在加固过程中的边坡位移响应,并对边坡锚固及锚杆轴力传递机理进行分析。结果表明,随着锚杆长度增加,边坡安全系数提高,竖向位移和水平位移均减小;锚杆长度变化不会对加固前边坡破坏模式产生影响,其潜在滑动面形状为直线型和折线型;锚杆越长,其轴力越大,且锚固位置在坡底时达到最大值;沿锚杆长度范围内锚杆轴力的分布表现为前端大于后端,先趋于稳定后逐渐减小。     

金溪河大桥支座病害整治方案

金溪河大桥建成通车以来,使用基本正常,只是同一个位置的辊轴支座螺栓频繁遭到剪切破坏。根据接连被剪切破坏的螺栓的所在位置分析,遭到破坏的总是中间没有牙板的辊轴上的螺栓。辊轴上没有牙板,主要是靠连接板与辊轴间的螺栓来传力,由于螺栓抗剪强度不够,便发生了被剪断的现象。因此,决定采用在辊轴上增设牙板的方案对支座病害进行整治。首先,工厂制作牙板上槽座、牙板、牙板窝、垫块、牙板下槽座及高强螺栓的加工件。待施工准备工作就绪后,安装牙板窝。后封闭要点,扶正辊轴,安装牙板及垫块,落梁,消点。最后,安装牙板上、下槽座。对支座进行改造后,支座中间的辊轴由于增设了牙板,而减小了螺栓的受力。至今,支座使用正常,无类似螺栓被剪切破坏的情况发生。     

一种新结构的重型汽车底盘搭铁螺栓

目前重型汽车底盘搭铁普遍存在接触电阻大、装配工序繁多、车架锈蚀严重等问题。为提升重型载货汽车底盘搭铁可靠性及搭铁螺栓装配工艺性,通过分析目前所使用的普通螺栓配合锯齿形垫圈的搭铁方式缺陷,设计出一种新结构的专用搭铁螺栓。该新结构螺栓采用锥形凸台齿形结构,装配时能有效破坏车架孔内漆膜,使螺栓与车架金属部分充分接触。通过实车装配后测试线路接触电阻及跟踪试验证明,此新结构搭铁螺栓具有搭铁可靠、接触电阻小、装配工艺性好等特点,能有效降低搭铁线路故障率,提升整车电器可靠性。     

螺栓预紧力对输电杆塔强度的影响

针对实际线路段,利用ABAQUS软件建立塔线耦合体系有限元模型,数值模拟该塔线体系在典型荷载作用下的应力和变形.根据现场倒塔情况,建立杆塔破坏局部区域三维实体模型,并与其它部分杆梁模型连接得到杆塔整体有限元模型.三维局部区域模型考虑了螺栓和连接板之间的连接细节、螺栓预紧力、螺杆和螺孔之间的间隙等.进而数值模拟研究螺栓预紧力大小对螺栓的滑移和杆塔构件应力的影响.结果表明,过小的预紧力会导致螺栓产生明显滑移,增大螺栓和杆塔构件的应力,因而螺栓预紧力不足可能是导致杆塔破坏的主要原因之一.     

行星滚柱丝杠副载荷分布及刚度计算

针对以往行星滚柱丝杠副刚度计算结果精度不足的问题,依据赫兹弹性接触理论,以滚柱为研究对象,对3种变形分别进行理论分析和计算:螺纹和滚柱之间的点接触螺纹槽的赫兹接触变形;丝杠和螺母分别与滚柱接触时的轴向变形;丝杠和螺母分别与滚柱接触时螺牙的变形.在分析行星滚柱丝杠副载荷分布规律的基础上,建立新的刚度数学模型.利用Matlab软件编写计算程序,得出行星滚柱丝杠副的轴向刚度曲线,并通过与试验数据进行对比,验证了该模型的正确性.     

滚珠丝杠螺母副载荷分布的计算方法

依据滚珠丝杠螺母副工作过程的变形机制，提出了滚珠与滚道接触载荷仅引起滚道螺旋面整体轴向位置变化的假设，进而推导出滚珠与滚道接触点对应中心的轴向变化关系；依据赫兹接触理论和滚珠与滚道局部接触变形的几何关系，建立了滚珠与滚道接触力的数值计算模型.利用所提出的模型、有限元模型和现有文献模型对二维平面接触问题进行了计算，通过计算结果的对比验证了本文计算方法的准确性和适用性.以某滚珠丝杠螺母副为例，利用数值计算模型进行了计算，分析了滚珠与滚道之间的接触力和接触角随轴向载荷的变化规律.     

滚珠丝杠副动态接触特性分析

基于Hertz接触理论,在考虑运行工况引起的接触角变化扣离心力的基础上,通过受力分析,建立了滚珠丝杠副的力平衡方程并提出一种计算滚珠丝杠副运转过程中接触变形的方法.以某型号滚珠丝杠副为例,分析了轴向载荷、丝杠转速、接触角和螺旋角对滚珠丝杠副接触特性的影响.分析结果表明,转速增大时丝杠侧的接触变形减小,螺母侧的接触变形增大,两侧接触角的差值增大,当转速增大到一定程度时,螺母侧的接触变形会大于丝杠侧;载荷越小,运转过程中接触角的变化越大,对接触变形的影响也较大;接触变形随接触角和螺旋角的增大而减小.     

异形汽车座椅弹簧的刚度及应力分析

以某型异形汽车椅弹簧为研究对象,针对其刚度特性及应力进行理论计算.利用Hypermesh与ANSYS联合仿真研究该异形汽车座椅弹簧的结构特点,并对其弹簧的刚度特性进行应力分析和强度校核.结果表明:基于弹簧串联理论得到的弹簧刚度和仿真结果更接近;汽车座椅弹簧轴向载荷与轴向变形量呈近似线性关系,刚度随着轴向力的增大而小幅增大,在满载工况下,汽车椅弹簧能满足强度要求,符合实际应用要求.利用有限元软件对弹簧进行应力分析及强度校核,并对切应力计算公式提出修正系数,使结果更加合理.     

滚珠丝杠进给传动机构预紧力的确定及轴向刚度的计算

本文阐述了滚珠丝杠螺母间的预紧力及滚珠丝杠轴向预加负载的合理确定,并根据决定滚珠丝杠进给传动装置轴向变形的主要因素,利用串联零件综合刚度的计算方法和弹性理论,给出了滚珠丝杠进给传动装置的轴向刚度计算公式.     

水平井段管柱屈曲与摩阻分析

利用有限差分法和Newton迭代法 ,计算了斜直井段管柱螺旋屈曲临界力、沿螺旋段分布的管柱与井壁接触力以及后屈曲平均侧向接触力。分析了钻杆接头对水平井段钻柱屈曲临界力和弯曲应力的影响 ,提出了计算钻柱正弦屈曲临界力的新方法。结果表明 ,当轴向压力较小时 ,钻杆接头引起钻柱弯曲应力 ;当轴向压力较大时 ,接头会抑制螺旋屈曲的发生 ,降低钻柱的弯曲应力。另外 ,给出了水平井段钻柱出现反转的判别式。     

三峡升船机螺母柱接缝灌浆料检测试验分析

三峡升船机承船厢由齿轮-齿条爬升系统驱动、安全装置采用长螺母柱-短螺杆方案,螺母柱与钢结构间缝隙填以灌浆材料,灌浆材料和灌浆缝隙的受力和变形是该结构的关键。螺母柱接缝灌浆料28d抗压强度应达到90MPa,以满足螺母柱所受到的巨大荷载传递给钢筋混凝土结构的传力要求。     

滚珠丝杠进给系统轴向动态特性参数识别

针对滚珠丝杠进给系统轴向动态特性参数识别问题,提出在装配状态下辨识滚动结合部参数的新方法.首先,将左、右轴承副和丝杠螺母副简化为集中弹簧-阻尼单元,滚珠丝杠简化为弹性杆件,建立简谐激振力作用下系统的轴向刚度和阻尼参数辨识方程组.然后,根据激振力幅值、频率、各支撑点之间的距离和测量处的振幅等参数建立优化目标函数,采用粒子群遗传混合算法识别出轴向动态特性参数.研究结果表明,进给系统刚度和阻尼参数的辨识误差在2.56%以内,从而验证了该方法的正确性和有效性.     

Influence of velocity on the transmission precision of the ball screw mechanism

Ball screw mechanism(BSM) is an important force-motion transfer device which is used in high-precision machine tools such as the computer numerical control. Performance parameters such as contact angle, helix angle, and the pitch radius of the screw can greatly affect the transmission precision, and the transmission precision of the BSM are not yet well resolved. In this study, ball contact point motion model is derived to assess the influence of contact angle, helix angle, and the pitch radius of the screw on transmission precision under uniform motion of the BSM. For the purpose of verifying the kinematic characteristics of the contact points between the balls and raceways under a state of uniform motion, a kinematic model is developed and values are computed for a set of boundary conditions. Comparing the simulated data to measured data, the laws of motion for the ball contact points developed in this study are confirmed. Moreover, the effect of the screw velocity on contact angle, helix angle and the pitch radius of the screw directly affects the velocity of the nut. Under the accelerated and uniform motion state of the screw, larger angular velocity of the screw results in an increase in the displacement deviation of the nut, and these parameters of the nut are considered to improve the transmission precision of the BSM. The verification of the research results provides a new research method for the study of the precision retention of ball screw mechanism.     

螺纹受力分布分析方法及其应用实例

本文通过多自由度的弹簧系统模拟来分析螺栓联接中螺纹牙上的载荷分布,对螺母螺杆在三种不同受力状态下螺纹牙上产生的载荷分布进行了比较,其中包括一个普通拉伸型螺杆螺栓联接,一个通过T型螺母中部作用的拉伸型传力螺杆以及一个T型螺母的压缩型传力螺杆。最后将计算分析结果用于一个螺杆传力系统的螺纹失效分析。