基于ANSYS液压螺栓拉伸器的研制与分析

针对螺栓拉伸器作业工况恶劣的特性,提出一种基于有限元分析与实验相结合的设计方法。运用ANSYS软件对拉伸器关键结构———缸体进行强度校核和结构优化,并制定拉伸器试验方案,对比两者得到的数据。结果表明:初设参数下缸体应力集中强度大于材料的屈服极限,不满足设计要求;优化结构尺寸后,缸体的强度和刚度均满足材料的要求,安全系数得到极大提高;缸体外端应变数据中仿真值与实验值相符,这为该设备的可靠性和安全性提供了设计依据。     

液压螺栓拉伸器的设计及有限元仿真

介绍了锅炉给水泵专用螺栓拉伸器的工作原理,提出一种基于有限元仿真与实验相接合的设计方法.利用有限元软件ANSYS对拉伸器关键结构-缸体和支架进行强度校核和结构优化,并与制定拉伸器的试验方案进行数据对比.结果表明：初设参数下支架结构合理;缸体应力集中强度大于材料的屈服极限,不满足设计要求;优化缸体尺寸后,结构的安全系数为1.3;缸体外端应变数据中仿真值与实验值相符,大大提高了螺栓拉伸器在实际工程应用的安全性.     

风电关键部件连接螺栓液压拉伸器预紧轴力回弹分析

风力发电机组关键部件的连接螺栓常采用液压拉伸器张拉的方式来预紧,以此来保证螺栓轴力的预紧精度。但是,在张拉前后因为被紧固件结构刚度的变化会造成螺栓有回弹的现象,轴力有所下降。为此建立了液压拉伸器张拉螺栓整个流程的仿真分析方法,模拟了拉伸螺栓、拧紧螺母以及撤离拉伸器的过程,分析了拉伸-预紧-回弹过程中螺栓轴向应力的变化,并考虑了接触面粗糙度对螺栓回弹的影响。通过某型号变桨轴承轮毂侧连接螺栓的仿真分析发现,预紧螺栓时螺栓内部轴向应力先逐渐增大,拧紧螺母期间保持不变,卸载拉伸器拉伸力时变小,发生回弹现象;并与实测结果对比,仿真分析方法计算的回弹系数为1.142,实测为1.128,相对误差仅为1.24%,验证了该仿真方法的准确性,从而量化了针对不同模型的螺栓预紧力下降的数值,进一步提高了液压拉伸器张拉螺栓的精度。另外,该仿真方法收敛性好,可以帮助行业摆脱繁重的测试标定工作,依靠简单的数值仿真分析制定一系列诸如螺栓回弹系数等数据库。     

基于代理模型的液压螺栓拉伸器优化设计

液压螺栓拉伸器是用于火电、核电、风电等大型设备螺栓连接的专用工具,具有结构紧凑、操作方便等优点。活塞是液压螺栓拉伸器中承受载荷的关键部件,如何减少结构应力是设计中最为关注的问题。针对高精度仿真模型在优化过程中需要耗费大量时间成本的问题,采用三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS构建活塞的参数化模型,对其进行静力学分析;然后,构建代理模型替代高计算成本的仿真模型,对活塞应力进行优化。结果表明,在活塞体积增大2.52%情况下,最大应力降低5.61%,证明基于代理模型的优化方法对液压螺栓拉伸器优化设计具有一定的指导意义。     

前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题的分析与解决

为解决道路耐久试验中轿车前稳定杆拉杆球头螺栓断裂问题,对球头螺栓进行了有限元分析.首先由ADAMS/Car悬架多体动力学仿真模型计算得到球头螺栓的载荷,然后使用ABAQUS有限元分析软件计算球头螺栓的应力,仿真结果显示的最大应力位置与实车样件断裂位置基本一致.基于仿真分析结果,对球头螺栓进行结构改进并进行耐久试验验证,试验结果表明,改进设计的球头螺栓是有效和可靠的.     

高压设备大直径封口螺栓预紧程序的试验研究

螺栓预紧对于保证高压设备大直径封口的密封可靠和螺栓的安全使用至关重要。本文针对目前国内大型高压设备普遍采用的液压螺栓拉伸器预紧方式,主要结合双锥环密封结构,通过大量的试验,就影响螺栓预紧力及其均匀性的诸因素进行了分析探讨。试验研究结果可供实际工程中合理制定螺栓预紧程序时参考。     

液压拉伸螺栓有效拉伸系数研究

液压拉伸器被广泛应用于轴流压缩机转子螺栓的预紧安装。受螺纹变形、表面粗糙度的影响，螺栓的有效预紧力会小于初始预紧力。有效预紧力与初始预紧力的比值，即有效拉伸系数，是确定液压拉伸器安装油压的重要指标。本文以轴流压缩机转子液压拉伸螺栓为研究对象，分别采用理论与有限元方法，对其有效拉伸系数进行计算，并根据试验结果证明了有限元方法的准确度。此外，提出了几种提高预紧力系数的方法，并通过有限元法方法证明，在不变更螺栓公称直径及法兰厚度前提下，采用双头螺柱贯穿式螺栓、减小通孔直径、缩小拉伸器支脚与螺母间隙，可将有效拉伸系数提升约19.5%。     

基于可靠指标的密封螺栓静强度设计

考虑内压容器垫片密封螺栓静强度和载荷的模糊不确定性,应用模糊等效随机的信息熵理论,将密封螺栓的模糊静强度和模糊载荷分别等效为随机静强度和随机载荷;根据等可靠度的观点,确定了密封螺栓静强度在不同工况时的可靠指标,建立按可靠指标进行密封螺栓静强度设计的方法,得到其静强度安全系数。研究表明,(1)按静强度可靠指标得到了计算密封螺栓最小直径的公式。(2)密封螺栓在预紧、正常操作、气压试验与液压试验时,屈服强度的可靠指标分别为2.486 0、2.486 0、1.920 4与0.815 0,抗拉强度的可靠指标分别为5.644 6、5.644 6、5.644 6与4.270 0。(3)基于满足屈服和抗拉强度的可靠指标,螺栓屈服与抗拉强度的最小安全系数分别为1.45与1.90。     

混凝土搅拌机拖行轮胎螺栓材质的研究

某型搅拌机拖行轮胎螺栓设计规格M16×1.5,材料为45钢调质.在满足拖行安全的前提下,将拖行螺栓材质改为20钢.该拖行轮胎螺栓为铰制孔预紧螺栓.根据设计手册,结合螺栓拖行工况,应对螺栓进行匀速拖行时横向载荷下螺栓的剪切应力和螺杆与铰制孔壁接触面的挤压应力设计计算与在紧急制动时横向载荷下螺栓的剪切应力设计计算.设计计算结果是,匀速拖行时横向载荷下螺栓的剪切强度安全系数为6.8;螺杆与铰制孔壁接触面的挤压应力安全系数42.9;紧急制动时螺栓的剪切强度安全系数为1.04.即采用20钢不渗碳调质作搅拌机轮胎螺栓材质能满足拖行的安全要求.研究成果既有效地满足了用户需求,又为工厂和国家增加了可观的经济效益.     

密封螺栓的模糊许用可靠度与安全系数

基于静强度模糊-载荷随机模型,确定密封螺栓静强度在不同工况的模糊许用可靠度,探讨按模糊许用可靠度确定安全系数的方法。研究结果表明:1)密封螺栓在液压试验、气压试验和正常操作工况时,屈服强度的模糊许用可靠度分别为0.983 14、0.998 54和0.998 54,抗拉强度的模糊许用可靠度分别为0.999 984、0.999 999 934和0.999 999 934;2)基于满足模糊许用可靠度,密封螺栓屈服安全系数应不小于1.70,抗拉安全系数应不小于2.15。