运用接触分析的自卸车驱动桥壳过盈公差分析

针对重型车驱动桥壳的过盈接触问题,采用非线性有限元软件MSC.Marc对其进行较为详细的研究.首先分别就外部载荷和过盈量变化对过盈接触的影响做出分析,用这两种影响非线性的因素单独或组合作用于整个桥壳模型,研究每个因素对过盈配合处接触应力的影响;在此基础上,确定了桥壳安全配合过盈量的合理区间;在有限元结果的合理过盈量区间...     

钻井平台PPB260减速机轴毂复合连接仿真分析

钻井平台PPB260减速机输出轴与轮毂之间采用平键连接加过盈连接的复合连接形式,复合连接可使平键连接和过盈连接各自传递一部分扭矩,具有较高的承载能力、定心性好,应力分布状态复杂。借助大型有限元分析软件ABAQUS,针对不同的轴毂过盈量对复合连接的模型进行仿真分析,得到过盈连接和平键连接扭矩分配比例同轴毂过盈量之间的关系,分析了模型中等效应力分布情况,以及等效应力最大值同轴毂过盈量之间的关系,为复合连接的设计提供参考依据。     

基于有限元的轴孔过盈配合接触应力影响因素研究

轴孔过盈配合是机械工程中一种重要的定位和连接方式。本文针对轴孔过盈配合结合面上应力分布问题,利用UGNX有限元仿真软件,基于弹性力学孔口应力集中理论,从轴孔结合长度、轴孔过盈量、轴孔径向尺寸以及轴孔材料特性等四个维度对接合面上的接触应力分布进行了有限元分析。结果表明结合应力大小与过盈量、径向尺寸以及材料特性有关,而与轴孔配合长度无关,仿真结果与研究理论相符。同时还发现应力集中沿轴向分布区域不随轴孔结合长度、过盈量大小、径向尺寸以及材料特性的变化而变化。此研究结论为轴孔过盈配合过盈量的合理选择,轴孔结构尺寸的设计和疲劳强度计算等提供了理论参考。     

基于热固耦合的矩形过盈配合强度计算

过盈连接是一种常见的机械连接方式,过盈配合较为常见的是圆柱或圆锥形,但对于其他形状的过盈配合,如矩形过盈配合,文献中很少提及,也没有公式或者经验可以参考。针对矩形过盈配合问题通过有限元仿真方法进行了数值模拟分析,以一款应用于园林机械齿轮箱内的矩形过盈连接为具体研究对象,建立了矩形过盈配合的三维装配模型,利用有限元方法建立了数值仿真模型,通过对不同过盈量下的过盈配合关系的分析,深入研究了矩形过盈连接的接触问题,并基于热固耦合技术研究了在温度变化情况下矩形过盈连接的强度问题。所使用的方法为研究非圆柱、圆锥型过盈配合连接提供了一个有效的手段。     

基于Workbench的过盈配合设计

为了保证过盈连接的可靠性,分析影响过盈连接可靠性的各因素并对最小过盈量进行修正。采用Workbench软件分析圆盘-轴和齿轮-轴相同过盈量的接触应力大小,圆盘-轴的接触应力与理论计算结果几乎一致,但齿轮-轴的接触应力与理论计算结果相差较大,得出公式法计算的接触应力仅适用于厚壁圆筒结构。分析过盈连接件在离心力和高温作用下的接触应力与等效应力,变化趋势与理论计算推测一致。基于公式法和有限元法,考虑各因素对过盈连接的影响,提出一种求实际过盈量取值范围的方法,使得过盈连接更为可靠,为过盈连接的设计提供一种新思路。     

反应堆压力容器顶封头接管冷装过盈配合力学分析

200 MW低温核供热堆反应堆压力容器顶封头壳体与小口径接管间采用冷装过盈配合连接结构,为确定过盈配合连接合理的最小过盈量和最大过盈量,首先建立了过盈连接结构解析解的简化模型,分析确定了过盈配合连接结构最小过盈量和最大过盈量计算的适用工况;再根据弹性力学理论对过盈配合连接结构进行力学分析,推导出最小过盈量和最大过盈量的工程计算方法;最后,采用ANSYS有限元分析软件对典型接管的冷装过盈配合连接结构的合理性进行冷态和热态工况下的验证。     

基于过盈配合的曲轴减振器接触特性分析

为深入分析圆锥过盈配合连接性能,以某柴油机曲轴减振器圆锥过盈配合连接为例,建立圆锥过盈配合理论模型,推导出圆锥过盈配合的结合直径表达式,得出圆锥过盈配合扭矩传递与接触压力计算公式。利用ANSYS软件模拟曲轴和主轮毂的过盈配合,针对不同过盈量、摩擦因数和转速,分析曲轴和主轮毂过盈配合接触面间接触压力分布情况。结果表明,过盈量和转速对接触压力影响明显。曲轴静止时,过盈量与接触压力呈线性关系,摩擦因数对接触压力分布影响较小。     

过盈配合应力的接触非线性有限元分析

基于非线性有限元软件 MARC,提出过盈配合应力的动态和静态两种有限元分析方法 ,并以铁道车辆某高速轮对组装的过盈装配为例进行了有限元仿真计算 ,比较了两种方法的计算结果 ,分析了过盈量、摩擦系数、形状误差对装配应力的影响 ,结果对于确定合理过盈量和改进加工工艺具有参考意义     

过盈堵塞油阀的可靠性研究

以汽车发动机液压油路中的过盈堵塞阀为研究对象,通过机械设计相关理论分析了过盈量和油液压力、过盈配合摩擦系数以及作用在堵塞阀上的载荷之间的关系。为了作对比,利用非线性有限元分析软件Abaqus进行了在摩擦系数取0.12和0.15时不同过盈量下的应力应变关系。另外,还结合实际中存在的泄漏问题,以流体力学的基本原理,分析了产生泄漏的原因和给出了泄漏量的求解方法。方法和结果对解决过盈配合结构的泄露问题和稳定性问题具有普遍指导意义。     

CAE在主轴过渡盘精密计算中的应用

机床主轴与过渡盘的连接好坏会直接影响到整体性能.通过计算,分析了圆锥过盈配合中的接触压力对精密主轴的影响.介绍了用三维建模软件Pro/E及其有限元分析子模块Pro/MECHANICA对主轴与过渡盘之间的连接进行的例子分析.通过收敛性分析保证了计算的精度,并对不同过盈量的计算结果进行对比.由于选择了合适的过盈量,为主轴的...     

圆柱面过盈连接的力学特性及设计方法

传统的圆柱面过盈连接设计将结合直径、结合宽度等因素视为定量,并且忽略边缘效应所引起的应力集中。为解决此问题,更好地研究圆柱面过盈连接的力学特性,寻求更合理的设计方法,结合有限元法和BP神经网络各自的优势,以ABAQUS为工具分析圆柱面过盈连接接触面的应力特性及结合直径、结合宽度、包容件外径及过盈量等因素对它的影响,将通过分析得到的大量接触边缘最大应力作为神经网络的训练样本,建立接触边缘最大应力的BP神经网络模型。将接触面应力的各种影响因素视为可调变量,结合接触边缘最大应力的BP神经网络模型,提出一种以接触边缘最大应力为优化目标的圆柱面过盈连接设计的BP神经网络动态调整算法。通过实例分析,表明该算法比传统的设计方法更为合理。     

压装工艺下链轨节过盈配合接触分析及优化

履带装置对工程机械性能和寿命至关重要。以履带核心部件——链轨节与轴套的过盈配合压装过程为分析对象,借助ANSYS有限元分析软件并利用单因素法进行了静力学仿真分析,计算出不同过盈量下配合面接触应力和塑性变形的数据,得到链轨节与轴套的过盈配合应力分布情况。结论显示,链轨节与轴套的过盈配合过盈量超过0.39 mm时链节发生塑性变形,而通过增大径向实体尺寸可减小链轨节薄弱处变形和应力数值,一定程度上可提高履带可靠性。研究结果和实施为一般的非对称包容件的过盈配合提供一种新的方法和数值参考。     

轴与孔紧配合连接采用复合装配工艺的分析

复合装配工艺是指轴与孔的装配,除了应用公差配合原理使两者紧密结合外,辅以胶粘剂以提高装配工艺性的一种方法.复合装配工艺可使轴与孔的接合力明显优于纯压紧配合的接头.轴与孔接合面上的应力分布与加工面的表面粗糙度及孔的变形能力有关.     

基于容错性能的冗余度机器人结构综合

构造退化条件数和容错空间影响因子两个容错性能指标,前者反映了某一故障时刻退化机器人的操作能力,后者反映了该故障时刻退化机器人相对工作空间的大小,它们可分别用来衡量机器人在故障时刻和故障后的容错操作能力。基于这两个指标,提出冗余度机器人结构参数的最优设计方法,该方法可以用来确定使机器人具有最佳容错操作性能的臂长参数。给出平面3R和空间4R机器人的仿真实例,并就容错操作性能对各臂长的敏感度进行了分析。研究结果表明,机器人的容错操作性能对不与故障关节相连或只与一个故障关节相连的臂长具有较高的敏感度,在调节臂长时,应优先考虑这些臂长。另外,与平面机器人不同,空间机器人的这两个容错指标并不存在着很有规律的对应关系,相互的冲突也不那么明显,这说明使他们同步最优的可能性更大。     

面向制造的四杆机构轨迹综合的精度研究

通过建立考虑杆长制造误差和运动副间隙的四杆机构轨迹误差模型,分析了各杆长的制造误差和运动副间隙对四杆机构轨迹精度的影响规律,为四杆机构的精度设计提供了理论依据.合理设计四杆机构杆长制造公差和运动副间隙,可使机构既满足精度要求又降低制造成本.     

轴毂过盈联接的应力分析和接触边缘效应

用弹性力学和有限元方法对轴毂过盈联接进行了详细的分析，据此指出了弹性力学方法的弊端和有限元方法的优势。有限元方法不仅可以获得与弹性力学完全一致的理想模型下过盈联接的应力等，还能够分析弹性力学所不能求解的接触边缘效应——由接触引起的边缘应力集中。由于考虑了应力集中的存在，用有限元分析方法对轴毂过盈联接进行设计和校核，更符合实际情况，从而更合理。     

Autofrettage process analysis of a compound cylinder based on the elastic-perfectly plastic and strain hardening stress-strain curve

The autofrettage process enhances the carrying capacity and fatigue lifetime of pressure vessels by increasing their residual stress. A compound cylinder was introduced in order to increase residual stress. An autofrettaged compound cylinder can resist a higher pressure than a single cylinder having the same dimension. This residual stress can be measured through experimental or calculation processes. In this study, residual stress analysis of an autofrettaged compound cylinder was conducted. The elastic-perfectly plastic and strain hardening models were investigated. The residual stress distribution of the autofrettaged compound cylinder with shrink fit tolerance was predicted. Shrink fit is a very efficient way to extend compressive residual stress. The compressive residual stress of the strain-hardening model is smaller than that of the elastic-perfectly plastic model because of the Bauschinger effect. The compressive residual stress of the strain hardening model decreased by up to 80% overstrain level.     

圆柱面过盈连接的应力分析

综合以往轴毂过盈连接分析中,只考虑了弹性变形的问题,在此基础上,进一步分析轴毂结构及配合过盈量对应力的影响,以及在怎样的条件下导致其发生塑性变形。根据屈瑞斯卡塑性条件,找出过盈连接由弹性变形过渡到塑性变形的条件,推导了在弹性与塑性情况下连接体内的应力计算公式,完善和丰富过盈配合的应力分析理论。计算实例分析了轴毂结构参数对许用过盈量的影响规律,并通过对毂内应力的分析,发现随着过盈量的增加,毂内塑性区变大,按弹性变形和按弹塑性变形计算的应力结果的差异变大。     

HSK工具系统扭转刚度特性分析

利用有限元法,对不同配合性质的HSK主轴/刀柄进行受力变形分析,得到HSK工具系统的扭转刚度曲线,并讨论了配合性质对扭转刚度的影响作用.结果表明,在正常高速切削情况下,主轴/刀柄配合性质对HSK工具系统扭转刚度的影响并不大;在大切削扭矩下,过盈配合能有效的保持HSK工具系统的高扭转刚度.研究结果为高速加工工具系统的精度设计提供了部分依据.     

大容积全多层高压储氢容器封头和筒体连接结构强度研究

以自主研制的75 MPa,2.5 m3大容积全多层高压储氢容器为对象,开展了封头和筒体连接结构强度试验研究,得到了加强箍、封头及其连接部位应力随容器内压力的变化情况。建立了精度较高的大容积全多层高压储氢容器封头和筒体连接结构弹塑性有限元分析模型。基于该模型,对封头和筒体连接结构在容器超压过程中的变形特征,及封头与加强箍配合面形成裂纹尖端在多次加载时的稳定性进行了分析,验证了加强箍结构设计方法的合理性。