螺栓布局对加工中心刚度的影响

螺栓连接是机床各个部件间主要的连接形式,其连接质量的好坏直接影响到机床的刚度,因此采用SolidWorks三维建模软件建立加工中心实体模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件以DVG850高速立式加工中心床身和立柱的连接为例分析螺栓连接对整机刚度的影响,通过分析得出立柱与床身结合面处两端的螺栓受力变形最大,因而螺栓布局时应向两端面集中,同时内侧也应增添螺栓数量。改进结果显示在基本不改变机床整体结构的情况下只改变螺栓的布局对整体刚度的影响是十分显著的。     

箭体结构连接刚度影响因素研究

火箭舱段对接面的连接刚度是影响飞行安全性的重要因素之一,同时由于运载能力的约束,箭体结构设计过程中对质量的要求较为严格。通过有限元仿真分析,对 箭体结构舱段对接面连接刚度的影响因素即连接螺栓预紧力、对接件厚度、螺栓分布等进行了分析研究,得出了各因素对刚度影响的规律,为后续箭体结构对接面的设计工作提供参考。     

螺栓配合间隙对剪切刚度的影响

针对螺栓连接件剪切刚度分散性问题 ,对螺栓配合间隙影响剪切刚度的重要因素开展研究。通过精确的试件设计 ,得出了螺栓配合间隙与剪切刚度的关系 ,为螺栓类连接件的寿命分散性分析提供了技术基础 ,也为关键部位的螺栓配合间隙的确定提供依据     

束腰型膜片联轴器刚度阻尼仿真与试验分析

膜片联轴器的刚度、阻尼特性是分析含膜片联轴器传动系统振动特性的基础。基于Ansys有限元仿真软件,考虑接触非线性及大变形效应,仿真分析了膜片联轴器扭转、轴向、角向和径向静刚度特性以及扭转和轴向动力学特性;分析了膜片螺栓孔分布圆直径、螺栓孔径、膜片最小宽度和膜片厚度等膜片结构参数对静刚度的影响;进行静态、动态扭转和轴向拉伸试验,验证了仿真结果的正确性。结果表明,膜片螺栓孔分布圆直径与膜片厚度对膜片各向刚度影响较大,可通过类椭圆函数建立膜片联轴器动力学模型,求解获得膜片振动1周期内非线性刚度及等效阻尼系数变化。     

压应力非均匀分布下螺栓连接件垂向刚度研究

首先选取2块等厚度且半径足够大的圆盘型被连接件为研究对象,其轴向压缩变形体可等效为2个空心圆锥体。通过假设其垂直于螺栓轴的横向压应力非均匀分布并呈四次多项式分布以及假设横向压应力均匀分布,分别推导了其轴向压缩变形体的刚度计算公式。依据研究模型选择了不同尺寸和不同材料的螺栓连接,并建立其详细的有限元模型,并对其进行理论以及有限元对比分析计算,得出了当被连接件等效压缩体可简化为空心圆锥体时更精确的轴向压缩刚度计算公式。     

结构刚度对机翼连接件连接螺栓载荷分配的影响

机翼连接件是静不定结构,载荷的传递很难用传统的静定结构进行受力分析。利用PATRAN/NASTRAN软件对机翼连接件进行有限元建模,对连接件存在的螺栓连接和端面接触问题,进行了合理的有限元模拟,重点分析了翼型结构特性对螺栓载荷分配的影响。为比较结构刚度变化对螺栓载荷的影响,分别调整连接件局部刚度和结构整体刚度,通过有限元分析,得出了螺栓载荷分配随结构刚度的变化规律,对机翼连接结构设计具有一定的参考价值。     

一种叉耳连接结构的刚度和强度分析

叉耳连接结构是一种广泛应用于导弹尾翼连接的结构形式。主要针对某次尾翼静力试验中该类结构在刚度和强度方面出现的问题,建立了等效简化有限元模型,系统分析了螺栓布局、被连接件刚度匹配、螺栓/螺栓孔间隙以及螺栓预紧力对叉耳连接刚度、承载能力的影响。最后,根据分析结果,结合产品工艺性,对原叉耳结构进行了改进,并通过仿真验证了结果的正确性。     

基于轴承及导轨接触刚度的混联机床静刚度研究及优化

针对新型重型混联机床XNZH2430的构型,建立该机床的有限元模型,分析兼顾部件连接处轴承刚度及直线导轨与滑块接触刚度的机床静刚度特性.计算在一定载荷条件下,加载荷处的变形位移,由此得出机床各方向静刚度,并与静刚度试验结果进行了对比.有限元仿真结果与试验结果的相对偏差较小,证明仿真结果是可信的.以有限元仿真为依据对整机静刚度进行优化.对轴承进行优选和更加严格的预紧,使轴承刚度得到提高,对整机重新加载进行计算,整机静刚度得到明显提高.     

柱壳结构螺栓法兰连接非线性刚度分析

螺栓法兰装配的柱壳连接结构主要由壳体承载压缩载荷,而由螺栓-法兰结构承载拉伸载荷.当拉伸载荷大于临界值时,法兰盘接触面出现压力零域,即发生局部接触分离进而造成连接刚度损失,令螺栓-法兰连接结构呈轴向刚度非线性特征.为揭示预紧力作用下结构参数对此非线性刚度的影响,基于弹性薄壳理论和Couchaux改进梁理论构造了法兰盘与柱壳的变形协调机制,建立此连接结构的理论模型.经与有限元模型对比,此理论模型能正确预测螺栓法兰连接结构分离阶段初始刚度及表征分离阶段的刚度非线性变化.在此模型基础上,进一步研究了螺栓预紧力、装配位置、法兰盘厚度等参数对螺栓法兰连接结构分离条件、分离行为及分离阶段非线性刚度的影响,获得了分离临界载荷随设计参数的变化趋势.     

矿用自卸车刹车加力器强度和刚度的研究分析

对矿用自卸车的刹车加力器存在的一些问题 ,采用有限元ViZiCAD软件对其强度和刚度进行了全面的分析研究 ,得出刹车加力器缸筒刚度不够 ,连接螺栓强度不够的结论 ,并提出了改进意见。     

组合式爆炸容器联接螺栓的动力学分析

在分析螺栓受力状态的基础上 ,将一个承受内部中心点爆炸作用的螺栓联接三段组合式爆炸容器的各组合段和螺栓分别简化为刚体和弹簧 ,从而得到了一个三自由度弹簧 -质量系统。通过系统振动响应的分析研究 ,给出了联接螺栓的应变表达式。理论与实验结果的对比分析表明 ,螺栓的受力状态与容器的作用载荷以及联接刚度密切相关 ,对容器作用载荷的缓冲衰减并采用适当的方法降低法兰刚度是提高爆炸容器承载能力的重要途径     

Effects of preloads on joints on dynamic stiffness of a whole machine tool structure

The machine tool joint is a very important factor in the overall machine tool dynamic analysis, and it has great effects on the machining performance of a machine tool. As a very important operation parameter, preload greatly influences the stiffness and the damping of a machine tool joint. This paper presents the effect of preload on the dynamic stiffness of the spindle nose of a horizontal machining center. By discussing types and distribution of machine tool joints, studies on the joints of ball screws, linear guides and bolts are carried out. The influence of preload on the axial stiffness of a ball screw is calculated based on Hertzian contact theory and the effect of pretightening moment on pressure of bolt joint is discussed, while the dynamic stiffness and the damping of a linear guide are identified by an optimum algorithm with the simulated and experimental results. A finite element model (FEM) of the whole machine tool structure considering the effects of different joints is created and verified against the test results, and then the influence of preloads on ball screws and linear guides is predicted. Results indicate that preloads on machine tool joints have significant effects on the dynamic stiffness of the spindle nose.     

基于Hyper Works的某轻型卡车车架有限元分析及结构改进

为了检验某轻型卡车的车架是否满足设计要求,应用CAE分析方法对其进行有限元分析。首先应用Hyper Works软件,模拟了车架螺栓和焊点的连接,研究了钢板弹簧建模及载荷添加方式,为了尽可能的模拟汽车实际情况,建立了带有货箱、驾驶室、各支架以及前后悬架的较完整的整车有限元模型;然后采用有限元求解软件MSC.Nastran对模型进行了扭转刚度和不同工况下的强度分析。结果表明,第三和第六横梁连接板最大应力远远大于许用应力,不符合强度要求;最后,提出了对该车架第三和第六横梁连接板的改进建议,并通过改进前后的分析结果对比,进一步验证了结构改进的有效性。     

平面2自由度并联构型静刚度分析和设计

在建立支链子系统、机架子系统和整机刚度模型的基础上,分析评价了一台4自由度混联机床并联部分的刚度。分析结果轴承是影响机床刚度的薄弱环节,x方向刚度变化较大,影响机床的加工精度。提出了刚度变化率指标,分析了工作空间x方向刚度变化率的影响因素。完成了以静刚度变化率为指标的优化设计,为机床刚度优化和设计提供了理论依据。     

直驱式抽油机地脚螺栓的有限元分析

基于ANSYS Workbench软件对直驱式抽油机8型机地脚螺栓进行分析研究,建立了直驱式抽油机的有限元简化模型,同时对抽油机地脚螺栓进行了理论计算,仿真数据与理论值对比基本吻合,证明了模型简化的合理性以及有限元分析的准确性。针对不同工况栽荷下抽油机地脚螺栓的受力进行了分析计算,得到不同工况载荷下地脚螺栓的应力分布云图,对工作载荷下基础不同倾斜角度时的地脚螺栓受力进行了有限元分析,得到了基础倾斜角度对地脚螺栓的应力影响规律,同时对螺栓进行疲劳分析,得到螺栓整体疲劳寿命和疲劳安全系数,通过分析可以有效的预测地脚螺栓的断裂,为该系列抽油机安全性能分析提供有力的依据,提高了该产品在市场的竞争力。     

数控机床滚动导轨力学性质的实验研究

提出了滚动导轨刚度与阻尼系数的实验测量方法。建立了实验系统的单自由度解耦模型。排除了实验装置的辅助结构对滚动导轨的影响。获得了高精度的刚度与阻尼系数的测试数据。提出的方法既可用于滚动导轨垂直方向的刚度与阻尼系数的测量。也可用于滚动导轨的侧向刚度与阻尼系数的测量。获得完整的滚动导轨力学特性数据。对数控机床整机动态性能的分析计算与研究具有重要意义。     

数控机床串联刚度场及其应用研究

根据数控机床整体上各装配部件之间具有串联结构这一特点,提出了数控机床串联刚度场的概念,并通过串联弹簧单自由度系统进行了理论分析,最后通过1个具体实例,阐述了数控机床串联刚度场的实际应用情况.为揭示机床的性能及刚度分布以及机床的优化分析提供了1种全新的解决方案和途径.     

数控机床动态特性测试与分析研究

应用试验模态分析方法对某型号数控机床进行了模态试验,得到其固有频率、阻尼比、模态振型、动刚度等参数。测试结果表明,主要薄弱环节集中在滑枕、滑板、立柱处。将现代测试手段和模态分析技术相结合,在综合分析实验结果的基础上,提出在滑枕处增加镶条来提高机床动刚度的方法,并用实验验证了改进措施的有效性。     

螺栓法兰连接结构有限元建模及动力学分析

利用ANSYS有限元分析软件建立了螺栓法兰连接结构的实体非线性有限元模型,该模型模拟了法兰间接触、螺母与法兰间接触以及螺栓头与法兰间的接触,同时考虑了预紧单元模拟螺栓预紧力对结构的影响。通过对有限元模型在不同边界条件下、不同基础激励下进行瞬态动力学分析得出稳态响应信号,进而对信号进行差值处理得出不同边界条件下螺栓松紧对能量耗散的影响,并通过实验加以验证,确定了有限元模型的可靠性以及螺栓不同预紧情况下稳态响应信号的规律。结果表明:随螺栓预紧力矩的增大,能量耗散减小,系统非线性减弱;随激励频率及激励强度的增大,非线性特征变得显著,能量耗散增大。     

The collapse of steel model columns

An analytical study is made of the complete collapse behaviour of axially loaded Shanley model columns with steel flanges. The steel is assumed to be elastic-perfectly-plastic. The analysis includes the effect of one type of imperfection, namely an initial out-of-straightness of the column. Results are presented which illustrate the imperfection-sensitivity both of column strength and of pre-ultimate stiffness. The violence of collapse (post-ultimate stiffness) is also examined. Columns of intermediate slenderness and small imperfection, even if loaded in a stiff testing machine, exhibit a particularly dramatic, snap-through type of collapse behaviour.