偏心拉压杆的载荷动态响应计算

拉压结构杆在结构工程中广泛存在,是重要的承载元件。但因各种误差的存在拉压杆常处于偏心拉压受载状态中,研究其动态响应是保证其正确设计的理论基础。针对等截面直杆承受端部轴向偏心谐和轴向载荷作用时的动态响应问题进行了研究,利用小变形假设和线性叠加原理将问题分解为两个子问题,一个是轴向拉压问题,一个是弯曲问题。给出了细长杆件轴向位移和平面弯曲挠度随不同扰动频率的变化规律,为进一步的动态应力计算奠定了基础,研究思路与应用分离变量法和傅立叶积分变换技术,对于研究杆件承受任意偏心轴向载荷和沿轴向分布荷载的动态响应问题具有重要指导意义。     

基于曲率优化的杆件弯扭变形精度提升方法

航空航天器结构在长期服役过程中,受到各种因素影响,存在各种飞行安全问题.针对连杆结构服役过程中存在的扭转弯曲工况,提出一种曲率信息计算优化方法,借助光纤Bragg传感器反演结构扭转弯曲变形.此方法能够减小杆件弯扭变形过程中因光栅栅区尺寸因素导致的数据测量误差,进而提升变形反演精度提升.ANSYS Workbench有限...     

基于材料力学模型的变形造型新方法

运用材料力学中杆件变形的思想,提出了一种新的变形方法。首先定义局部坐标系,接着以局部坐标系的x轴作为杆件的中心轴定义一根横截面为圆形的弹性杆,将未变形物体整体或局部地嵌入到弹性杆件中。最后在弹性杆件上施加位移边界条件(如固支或铰支约束)和外部载荷(如轴向载荷,径向载荷,弯曲力偶和扭转力偶等),物体作为杆件的一部分在外部载荷作用下而发生变形。运用该方法实现了伸缩,弯曲,扭转和削尖等变形操作。作为一种与物体描述无关的方法,该方法可以应用于机械零件的造型设计,如螺纹,钻头和弹簧等。实例证明,在CAD/CAM领域中,该方法有潜在的应用前景。     

基于相似模型的导管架平台的极限承载能力分析

以导管架平台相似模型为例,应用ANSYS软件建立平台的有限元模型,通过逐级施加环境载荷的方法,对平台结构的均匀腐蚀、杆件弯曲两种情况做了极限承载力的非线性分析,得出结论:不同方向的载荷对平台承载力产生的作用不同,沿x轴方向极限载荷大于沿y轴方向极限载荷,杆件均匀腐蚀损伤平台的极限承载力要低于杆件弯曲损伤平台的极限承载力。     

偏心轴向作用下杆件的稳态响应计算

偏心受力杆在工程中随处可见,其应力和强度计算直接关乎到它们的工作可靠性,尤其是动态应力计算更为关键。利用线弹性动力学理论研究了偏心受力杆件在稳态力作用下的弯曲正应力和轴向正应力的计算问题,给出了解析表达式,并通过数值算例计算了杆件不同截面处弯曲正应力幅度和轴向正应力幅度随扰动频率的变化规律,理论分析和数值算例结果表明,杆件中最大弯曲正应力幅度和轴向应力幅度的大小受扰动频率的影响较为明显,这与相应的静态问题分析是完全不同的,分析和结论对于偏心压杆的动态可靠性设计有一定参考意义。     

套筒连接机构的静力数值仿真分析

功率传输设备通过套筒连接机构的套筒内部通孔,功率传输设备和套筒通孔之间的间隙较小,套筒连接机构在工作载荷下会发生变形,设计要求套筒的弯曲变形不会引起功率传输设备的弯曲变形。通过有限元数值仿真软件ANSYS对套筒连接机构在自身的工作条件和相关位移载荷下的变形和应力进行了研究,并得到了套筒自身弯曲变形,评估了套筒的弯曲变形对功率传输设备的影响。分析结果表明套筒连接机构达到了设计的承载要求。     

风力发电机叶片的动力学分析

旋转是叶片的主要工作方式,叶片轴向力与切向力的大小随叶片的旋转而时刻发生变化,导致重力对叶片每个旋转位置有不同程度的影响。应用ANSYS软件建立旋转状态下叶片的有限元模型,对其进行动力学分析。分析结果表明:叶片的最大变形量为0.327 mm,位于叶尖附近,远小于玻璃钢叶片的最大弯曲变形要求;叶片的最大应力值为1.04 MPa,远小于玻璃钢的抗拉强度。通过分析确认,重力对风力发电机叶片的整体力学性能影响较小。     

大跨弦支穹顶结构的振动模态与地震响应分析

针对常州市体育中心体育馆屋盖采用的大跨椭球型弦支穹顶结构,利用大型有限元软件ANSYS建立了三维空间有限元模型。基于子空间迭代法求解了结构的振动模态,采用考虑结构静力初始状态的非线性动力分析方法,分析了结构的地震响应。研究结果表明:大跨椭球形弦支穹顶结构的自振频率比较密集,一阶振型为结构沿短轴方向的反对称振动;结构在地震激励下的位移、应力和索力变化均较小;有杆件初始弯曲时结构的最大响应增加,最大误差不超过5%;从整体上看,大跨椭球形弦支穹顶结构具有较高的整体刚度和良好的抗震性能。     

光致弯曲驱动曲梁的挠曲线方程求解

针对新型光致形变聚合物的特点,根据光致弯曲驱动曲梁的平面弯曲模型,引入光致应变、光致轴力和光致弯矩的概念,建立了光致弯曲驱动曲梁平面弯曲变形的挠曲线方程。在半圆形曲梁一端固定,另一端分别为轴向约束、径向约束、轴向加径向约束的三种情况下,求解出光致弯曲驱动曲梁在光照后的驱动力及其变形。数值算例求出了一端固定一端轴向和径向约束的半圆梁在紫外线光照前后的变形量和驱动力大小,结果表明,该聚合物可望用作微机械系统的执行部件,为光致形变驱动提供了理论支持。     

"水下风车"主轴机械密封失效分析及改进

对“水下风车”主轴与机舱间采用的机械密封结构可靠性进行了分析,分别采用ANSYS有限元中接触单元的仿真方法和理论方法计算了轴向力及径向力引起的密封变形。结果表明,由环境压力引起的机械变形较小,从而排除因机械变形引起的泄漏。对“水下风车”的密封结构进行了改进,提出了改进的机械密封结构及浮动环密封结构。     

空间弹性变形构件的李群和李代数分析方法

重点研究了具有三维空间弹性变形的杆件,即杆件同时受弯曲、拉伸和扭转等力作用而发生空间变形的李群和李代数理论描述问题。将杆件任意一点处的弹性变形与力的关系进行分析得到系统的空间变形柔度矩阵,并通过对弹性势能的分析,进一步得到了弹性杆件系统的空间变形的柔性密度。结合Rayleigh-Ritz法计算了系统的特征频率。阐明了所用理论方法解决空间弹性变形杆件问题的方便和有效性,并以空间变形简化处理为简单变形的传统方法进行了仿真结果的分析对比。     

基于拉夹法逆向车削细长轴加工方法研究北大核心

为减小细长轴的弯曲变形,提高加工精度,对拉夹法逆向车削进行理论分析和有限元仿真。首先介绍拉夹法逆向车削模型,根据受力情况建立力平衡方程,求解振动频率和各阶振型函数,用MATLAB数值分析软件得出前三阶振型函数的振动曲线,然后用ANSYS有限元分析软件对普通车削和拉夹法逆向车削进行仿真,得到细长轴的弯曲变形图。结果表明采用拉夹法逆向车削可以提高工件在装夹状态下的固有频率,取得很好的减振效果,弯曲变形量大约是普通车削的二分之一,通过减小振动和弯曲变形量,达到提高加工精度的目的。     

大客车车身结构强度及刚度分析

用有限元法对某半承载式大客车车身刚度、强度进行了分析，用电测量技术对有限元模型进行了验证。分析了车身骨架结构中杆件的布置位置及截面形状对整车性能的影响。结果表明：在车身承受弯曲载荷时，其骨架结构的应力和变形均较小，而在弯扭组合工况下，骨架结构中的应力和变形均有大幅度的增加，最大变形量出现在开口较大的门附近。通过与实验结果的对比分析，证明计算模型正确，计算结果可信，为对大客车车身的改进设计提供了一定的理论依据。     

2P3RR并联机构的边界元法静力学建模与解析

针对一种2P3RR平面运动并联机构的静力学相关问题进行了深入研究。详细推导了该机构的位置正逆解和被动关节等运动学问题，给出了梁元件弯曲问题的边界元法建模过程，基于边界元法对该2P3RR并联机构的静力学问题进行了建模和解析，求解得到了机构中每个分支的受力情况和变形情况，通过ANSYS仿真软件验证了边界元求解的正确性，为该机构的设计开发奠定了前期的理论基础。边界元法建模方法在并联机构的静力学解析方面应用较少，是一种新的探索，能够方便地给出每个杆件上的全载荷情况，更有利于机构的开发和设计。     

基于拉夹法逆向车削细长轴加工方法研究

为减小细长轴的弯曲变形,提高加工精度,对拉夹法逆向车削进行理论分析和有限元仿真。首先介绍拉夹法逆向车削模型,根据受力情况建立力平衡方程,求解振动频率和各阶振型函数,用MATLAB数值分析软件得出前三阶振型函数的振动曲线,然后用ANSYS有限元分析软件对普通车削和拉夹法逆向车削进行仿真,得到细长轴的弯曲变形图。结果表明采用拉夹法逆向车削可以提高工件在装夹状态下的固有频率,取得很好的减振效果,弯曲变形量大约是普通车削的二分之一,通过减小振动和弯曲变形量,达到提高加工精度的目的。     

用李群李代数分析具有空间柔性变形杆件的机器人动力学

用李群李代数理论方法研究具有三维空间柔性变形杆件的机器人的动力学分析问题。首先用李群李代数法描述空间二柔性杆件机器人的运动学,然后给出空间柔性杆件微小段的质量密度和刚性密度,通过积分得到空间二柔性杆件的动能和势能。用Rayleigh-Ritz方法进一步研究柔性杆件动力学,并用MATHEMATICA软件仿真 分析机器人末端点的空间变形和空间位置,与ANSYS/ADAMS联合仿真的结果进行对比,证明了建模方法的有效性。     

国产化深槽型主泵机械密封低压泄漏率计算与试验研究

深槽型流体动压机械密封是德国KSB公司的主泵机械密封结构型式,具有结构简单、磨损寿命长、低压泄漏率低等技术特征.本文提出了一种跨计算平台的协同分析方法,对国产化深槽型主泵机械密封进行计算分析,基于ANSYS平台对机械密封的热变形进行分析,采用有限差分法求解带JFO汽蚀边界条件的雷诺方程,利用浮动环的轴向平衡条件迭代求解...     

关于轴向力作用下梁弯曲时中性轴位置的讨论

研究了中性轴位置对轴向力作用下梁弯曲变形的影响。研究结果表明,轴向力作用下梁弯曲时的中性轴位置,与梁纯弯曲时的中性轴位置不同。但由于轴向力作用下梁弯曲时的中性轴位置与梁纯弯曲时的中性轴位置的距离非常小,对轴向力作用下梁弯曲变形的计算影响不大,所以现行材料力学教材关于轴向力作用下梁弯曲变形的计算,皆以梁纯弯曲时的中性轴位置为基准,来简化梁的弯曲变形计算。     

燃料电池轿车车身骨架结构分析

通过建立燃料电池轿车车身骨架的有限元模型，利用ANSYS软件求解模块计算了该车架的弯曲和扭转工况下模型的应力变形。并根据计算分析的结果，对车架的原三给数模进行了改进，取得了满意的结果。     

拉杆与推杆组合式滑枕挠曲变形补偿法

针对重型数控落地铣镗床的滑枕结构及受力特点,提出一种新型的滑枕挠曲变形补偿方法——拉杆与推杆组合式补偿法。依据偏心压缩(拉伸)理论,在滑枕内部设置两组作用力方向相反的杆件:一组为置于滑枕上半侧的拉杆,另一组为置于滑枕下半侧的推杆。两根拉杆和两根推杆沿主轴中心线呈左右和上下对称布置,形成双向作用力组。由于拉杆与推杆在滑枕轴向的作用效果相互抵消,该方法在补偿滑枕的挠曲变形时不会产生附加的轴向变形。与传统的拉杆补偿法相比,该方法采用拉力和推力两组油缸提供补偿挠曲变形的驱动力,在补偿相同挠度的情况下,油缸所需提供的压力较小。通过理论分析与有限元仿真对该方法的优点进行了验证。