铁路轨检车轴箱螺栓强度分析

轴箱是列车走行部分的重要部件,轴箱螺栓用于轴箱体和轴箱盖的联接,其强度是否满足要求直接影响列车运行安全。现以铁路轨检车轴箱螺栓为分析对象,依据机械设计手册及VDI2330准则所规定的螺栓强度校核要求及标准,完成了轨检车轴箱螺栓的静强度分析及疲劳强度分析。结合Hypermesh和ABAUQS软件建立了轨检车轴箱螺栓与端盖联接的非线性有限元模型,并完成了考虑预紧力作用的螺栓强度分析。计算结果表明:轨检车轴箱螺栓完全满足静强度和疲劳强度标准,且其能够承受的最大端盖质量为759.244 7 kg。     

大功率柴油机连杆螺栓疲劳强度分析

柴油机连杆螺栓在工作过程中承受螺栓预紧力及拉伸载荷,其刚度和强度决定了连杆能否正常工作。通过建立考虑螺栓螺纹细节的连杆大头部分的装配模型,利用有限元方法对其进行了刚度及静强度分析。在此基础上,对分析结果编制后处理程序,绘制螺栓材料的疲劳Goodman曲线,对螺栓进行了疲劳强度评定。分析结果表明:螺栓的刚度、静强度及疲劳强度均满足使用要求;最大当量应力出现位置在第一级螺纹上,疲劳破坏最危险位置出现在螺栓头部和杆身圆角过渡处。在静强度及刚度满足要求的前提下,使用疲劳强度分析方法更适合找到螺栓失效的位置,为螺栓设计提供参考。     

螺栓预紧力施加方式对计算结果的影响

预紧力可以提高螺栓联接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度,增强联接的紧密性和刚性。在ANSYS软件建模分析中,如何将预紧力施加到模型上,较好的模拟螺栓受力情况并得到正确的分析结果,就显得尤为重要。本文通过对同一物体在不同位置施加预紧力来予以验证。     

硫化机机架螺栓联接预紧力分析

硫化机机架不但要满足强度要求,还要满足一定的刚度要求,螺栓联接方式和预紧力影响整机的刚度。文中采用HyperMesh软件建立硫化机机架赫兹接触理论下的螺栓联接模型,分析了不同的螺栓预紧力对机架整体刚度和强度的影响,为硫化机机架的螺栓连接方式设计和预紧力计算提供参考。     

轴向静载荷作用下螺栓强度的试验研究

试验研究表明:在轴向静载荷作用下,无论松联接或紧联接,以及联接中的预紧力是否控制,螺栓强度与直径的关系具有相同的趋势,螺栓的强度也几乎相近。并发现螺栓中扭转应力的存在并不降低螺栓的抗拉强度。据此,本文对轴向静载荷作用下紧螺栓联接的强度计算提出了看法。     

轴向静载荷作用下螺栓强度的试验研究

试验研究表明:在轴向静载荷作用下,无论松联接或紧联接,以及联接中的预紧力是否加以控制,螺栓强度与直径的关系具有相同的趋势,螺栓的强度也几乎相近。并发现螺栓中扭转应力的存在并不降低螺栓的抗拉强度。据此,本文对轴向静荷作用下紧螺栓联接的强度计算提出了看法。     

轴向静载荷作用下螺栓强度的试验研究

试验研究表明:在轴向静载荷作用下,无论松联接或紧联接,以及联接中的预紧力是否加以控制,螺栓强度与直径的关系具有相同的趋势,螺栓的强度也几乎相近。并发现螺栓中扭转应力的存在并不降低螺栓的抗拉强度。据此,本文对轴向静荷作用下紧螺栓联接的强度计算提出了看法。     

螺栓联接强度计算方法中一个值得研究的问题

本文针对当前螺纹联接计算方法中所求预紧力偏小,不能与 GB3098.1-82规定相适应问题,提出用材料利用系数作为预紧力大小的判据,并引入载荷系数,以提高预紧力值,不仅增强联接的可靠性和紧密性,也提高了螺栓承受变载荷时的疲劳强度。文中着重讨论了受轴向工作载荷的紧螺栓联接的强度计算方法问题,但该方法也适用于其他各种工况,在工程实际中具有实用价值。     

考虑支撑结构及螺栓连接的变桨轴承强度分析

针对MW级风电机组变桨轴承静强度与疲劳强度分析的问题,建立了考虑轴承支撑结构刚度及螺栓连接的"叶片-轴承-轮毂"整体等效有限元模型。变桨轴承等效模型中滚球与滚道接触采用非线性弹簧等效,弹簧刚度利用Herz理论进行计算,并将弹簧节点与滚道曲面采用刚性联接,模拟滚球与滚道的接触边界条件;轴承与叶片、轮毂的螺栓连接采用梁单元进行等效,两端分别与被联接零件刚性联接,模拟轮毂-轴承-叶片螺栓联接接触边界条件;模型中弹簧载荷即为滚球载荷,基于Herz接触理论将得到的滚球载荷转化为接触应力,并可以分析滚球接触角变化与套圈变形及应力。采用此模型并结合ISO标准可以在考虑支撑结构及螺栓连接的基础上有效地分析变桨轴承静强度及疲劳强度,并且减少大规模接触计算,提高了计算效率。     

受双向力的高强度螺栓联接承载能力的研究

现在用高强度螺栓的具有剪力稳定联接的结构得到了更为广泛的应用,如桁架梁系统的联接节点,吊车梁弦杆的连接等。这些结构在大多数情况下都是双向受力的。高强度螺栓联接的承载能力的计算,是按以摩擦力传递作用力的假定进行的,这个摩擦力是由螺栓预紧力的作用,沿着连接部件接触面产生的。螺栓预紧力和摩擦系数的大小由实验测定。摩擦系数等于剪力和螺栓拉力的比值。至今,双向受力的螺检联接的计算还是根     

基于螺钉连接接触问题有限元分析的探讨

螺钉连接是典型的机械连接方式，连接面的接触问题是机械连接最常面临的问题。由于接触面的应力状态很难测定，属于接触非线性问题。本文利用有限元软件建立了两块螺钉连接的板结构有限元模型。基于所建立的有限元模型，本文运用Partran2003进行线性分析和ABAQUS6.4进行非线性分析，计算两块螺钉连接板的受重力变形情况。计算结果表明，用非线性方法分析得到的结果更合理．准确。提出对典型连接的接触问题，用非线性有限元分析的方法。     

螺栓摩擦系数对连接防松影响的有限元分析

螺栓连接受横向振动载荷一段时间后,容易出现连接松动,夹紧力衰退,夹紧失效等现象.国内鲜见钎对螺纹连接松动现象的有限元仿真,文中利用ABAQUS有限元软件建立了螺栓连接模型,对连接松动过程进行仿真.以建立的松动模型为基础,通过对比几组螺栓连接的防松特性,得到了螺栓连接摩擦系数越大其防松性能越佳的结论,该结论与螺栓连接的摩擦力矩防松机理相吻合.     

球磨机系列化设计中参数化有限元分析的应用

利用有限元分析软件ANSYS提供的APDL语言,实现有限元建模和分析的参数化,并以试验球磨机筒体应力分析为例,给出了这一方法的基本步骤。结果表明,这种方法避免了大量重复的有限元建模与前、后处理操作,明显提高了产品设计效率,为球磨机系列化产品的研发提供方法依据。     

承受外弯矩作用的法兰接头有限元分析

采用有限元法模拟了垫片的非线性特性，研究了外弯矩对于垫片应力分布、螺栓载荷及法兰转角的影响；有限元计算结果与PVRC实验数据做了比较，结果表明，有限元计算具有较高的可靠性，基于垫片应力，提出了外弯矩与接头紧密度之间的关系。     

基于等效接触区域的螺栓连接结构模态分析

螺栓连接的动力特性将直接影响到结构在振动环境下的响应。首先,分析了螺栓连接件在预紧力作用下接触面连接区域的范围;然后,通过有限元非线性静力分析方法,建立了预紧力作用下螺栓连接的有限元模型,取得了预紧力作用下螺栓连接的最大应力作用区域,定义该作用区域为螺栓连接的等效接触区域,将等效接触区域粘接起来模拟螺栓连接的连接区域,从而将螺栓连接的非线性问题转化为线性问题;进而,对等效接触模型和"刚化"模型进行了有限元模态分析,得到了两种模型的动力特性。最后,将有限元模态分析得到的结果和试验模态分析的结果进行了比对,验证了等效接触模型的正确性。     

齿轮箱螺栓结合面的有限元建模研究

在实际工程应用中,针对如何有效地利用ANSYS软件对齿轮箱螺栓结合面进行有限元建模分析的问题,通过对螺栓结合面建模的难点和关键点—螺栓预紧力的模拟、螺栓接触面的模拟以及螺栓实体有限元模拟的建模方法的研究,系统地阐述了基于ANSYS的7种类型的齿轮箱结合面螺栓有限元建模方法,利用ANSYS软件对其中4种典型的螺栓有限元建模方式进行了静力分析和模态分析,分析比较了不同建模方法在静力学和动力学方面的结果差异。研究结果表明,在仿真效率和仿真精度方面,耦合螺栓模型是一种更为合适的建模方法,但在实际应用中采用实体螺栓有限元模型模拟实际结构中的螺栓时,能够更好的反应实际工作中螺栓连接结构的应力变化,是各种建模方法中的优选方案。     

基于ANSYS的有限元参数化设计理论

本文利用有限元分析软件ANSYS,将参数化设计的思想融入有限元结构分析,实现了有限元建模和分析参数化,这种方法极大地减轻了有限元分析的工作量,提高了工作效率.将参数化设计与有限元结构分析相结合,实现结构参数调整,自动生成分析模型并完成有限元结构分析.可极大地优化产品结构,缩减产品设计周期,提高产品质量.     

接触分析在车轮弯曲疲劳有限元分析中的应用

利用有限元接触分析方法,建立车轮、试验轴、螺栓连接件的有限元模型,施加合理的载荷与边界条件,模拟车轮弯曲疲劳试验。通过有限元分析软件ANSYS,建立模型、设置接触对与相关参数,得出车轮高应力区域与各应力值。运用疲劳寿命计算理论中的名义应力法及ANSYS软件估算车轮疲劳寿命,且两数据基本一致。与车轮弯曲疲劳试验结果比较表明:在疲劳寿命计算理论与ANSYS软件估算的疲劳寿命内车轮均没有破坏。从而验证了运用接触分析有限元法预估车轮寿命的有效性,为以后的结构改进起到了指导作用。     

基于结构参数化的有限元分析方法

对于系列化产品 ,可借助参数化设计的思路实现结构分析模型的调整。将参数化设计与有限元结构分析相结合 ,实现结构参数调整 ,自动生成分析模型并完成有限元结构分析 ,可极大地优化产品结构 ,缩减产品设计周期 ,提高产品质量。本文利用有限元分析软件 A NSYS提供的 APDL语言 ,将参数化设计的思想融入有限元结构分析 ,实现了有限元建模和分析参数化 ,以典型构件波纹管的应力分析为例 ,给出了这一方法与基本步骤。结果表明 ,这种方法极大地减轻了有限元分析的工作量 ,提高了工作效率。     

变自由度螺栓夹紧机构设计及试验研究

为解决水下石油管道法兰连接机具20个螺栓的夹紧定位难题,运用变自由度机构构型设计方法,设计了变自由度螺栓夹紧定位机构,并对其不同工作阶段的不同功能结构进行分析,实现了成组螺栓的夹紧与释放。运用动力学仿真软件ADAMS建立螺栓夹紧机构的多体动力学模型,并对螺栓的夹紧过程进行动力学仿真,得到各螺栓的受力曲线,仿真结果表明,成组螺栓受力均匀,满足螺栓夹紧定位需求。研制了螺栓夹紧机构试验样机,进行了螺栓夹紧定位与释放试验,结果表明,螺栓夹紧机构能可靠地夹紧与释放螺栓,并能保证成组螺栓的定位精度,螺栓能成功引入螺母,验证了螺栓夹紧机构设计的合理性。