含垂直裂纹的简支梁自由振动分析

裂纹将改变梁结构局部刚度,导致其结构模态参数变化,影响结构工作特性。针对这个问题,以简支梁为研究对象,采用有限元分析方法,建立含垂直内部裂纹的简支梁有限元模型,研究垂直内部裂纹的长度和位置对简支梁的固有频率和振型的影响规律。讨论垂直内部裂纹简支梁振动曲率与裂纹长度和位置的关系。结果表明,随着裂纹长度的增加,简支梁的固有频率减小,裂纹简支梁与健康简支梁之间的差异逐渐增加;垂直内部裂纹将导致简支梁在裂纹所在截面附件的局部刚度发生变化,且裂纹的影响区域随着裂纹长度的增加而增加;振型的曲率可以用于识别简支梁垂直内部裂纹位置。     

碳化物对冷轧条件下轧辊中裂纹行为的影响

利用扫描电镜、透射电镜研究碳化物对冷轧过程中高铬铸铁及高钒高速钢轧辊中裂纹行为的影响。结果表明,裂纹萌生及扩展与碳化物的精细结构、碳化物与基体界面结构及碳化物形态有关。高铬铸铁中的M7C3具有层错结构,轧制过程中M7C3内部易于造成位错塞积而萌生裂纹,经短距离扩展后形成贯穿的主裂纹,导致轧辊迅速失效。高钒高速钢中的VC内部弥散分布着大量富钼的纳米级MC型碳化物,起到钉扎VC内部位错的作用,促使形成位错环而吸收轧制能量,裂纹不易在VC内部萌生,而主要萌生于VC与基体界面,并沿球形VC的表面扩展,扩展到VC侧面时出现裂纹钝化现象。VC与基体界面的部分共格关系能够延缓界面裂纹萌生,VC良好的形态有助于裂纹钝化,提高轧辊的抗疲劳性能及寿命。     

基于有限元分析内部裂纹对球轴承外圈振动特征的影响

内部裂纹将减小轴承外圈的局部刚度,影响其模态参数并改变其振动特征。针对该问题,以球轴承外圈为研究对象,利用有限元法建立正常和含内部裂纹轴承外圈的有限元模型,分析裂纹对轴承外圈固有频率、模态振型及其曲率特征的影响。结果表明:裂纹使轴承外圈的固有频率减小,并改变其模态振型和曲率特征;在裂纹所在区域,轴承外圈模态振型曲率存在明显的突变现象。     

基于小波有限元法的悬臂梁裂纹识别的试验研究

利用小波有限元法求解了裂纹悬臂梁的前三阶固有频率,并将其拟合成以裂纹位置和深度作为变量的固有频率解曲面;将实测的裂纹梁前三阶固有频率作为裂纹识别反问题的输入,绘制出各阶固有频率等高线,三条等高线的交点预测出裂纹存在的位置和深度。试验结果验证了算法的有效性,这为其实际应用提供了有力的试验依据。     

轧辊修磨技术与修磨制度研究

轧辊在钢铁轧制过程中，因受到制造残余应力、轧制过程中的接触应力、弯曲应力、扭剪应力以及交变热应力的综合作用，轧辊很容易产生热裂纹、疲劳裂纹、不均匀磨损等。这些裂纹和磨损的存在会严重影响轧钢的质量，降低轧辊的使用寿命。为了消除热裂纹、疲劳裂纹、不均匀磨损对轧钢的不利影响，需要定期对轧辊进行修磨，建立合理的轧辊修磨制度。     

含横向裂纹管道固有频率的变化规律研究

基于应变能释放原理和线性断裂力学原理,推导了裂纹尖端方向与管道轴线方向成任意角度的横向裂纹的等效刚度的计算方程,得到了裂纹与管道固有频率的定量关系。进而研究了不同裂纹位置、深度和角度工况下结构的前3阶固有频率变化规律;通过对含裂纹管道进行实验,验证了含横向裂纹管道固有频率计算方法的有效性。     

离心铸造合金白口铸铁轧辊的研究

应用离心铸造方法,研制CrMoWVNb白口铸铁轧辊。分析合金元素在轧辊中的作用及裂纹产生原因,提出了消 除裂纹措施并应用于高速线材轧机预精轧机架,使用寿命达到高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的4～5倍。     

裂纹齿轮动力特性分析与模拟

建立了齿轮的动力学模型 ,分析了齿轮轮齿发生裂纹后的动力特性 (固有频率、振型等 ) ,并对裂纹出现位置和裂纹尺寸等对齿轮动力特性的影响进行了深入探讨和计算机模拟 ,指出裂纹发生位置对齿轮轮齿振型影响较大 ,在裂纹发生处振型发生突变 ;而裂纹尺寸对其振型和固有频率影响都较大 ,当出现裂纹后固有频率发生下降 ,振型也发生变化 ,随着裂纹尺寸增加 ,固有频率下降更加显著 ,各阶幅值下降大小不一 ,振型也与无裂纹的情况完全不同。这对齿轮的损伤监测和诊断具有重要价值     

提高热轧薄板轧辊使用寿命的试验与生产

我厂生产的球墨复合轧辊,从用于轧制码钢的轧辊报废中发现,轧辊不耐用的主要原因是:①先在辊身中间出现环裂,然后发生折断,占轧辊总报废的70％左右;②辊面早期出现裂纹,有时在裂纹交叉处发生米粒状剥落。经分析研究,认为轧制硅钢断辊增多,是原有的轧辊强度未能满足新的条件下使用要求之故。为提高轧辊的强度,特别是轧辊中心部分的强度,改善轧辊的耐麽性和耐热性,减少辊面裂纹,延长使用寿命。我们进行了反复     

提高热轧薄板轧辊使用寿命的试验与生产

我厂生产的球墨复合轧辊,从用于轧制码钢的轧辊报废中发现,轧辊不耐用的主要原因是:①先在辊身中间出现环裂,然后发生折断,占轧辊总报废的70%左右;②辊面早期出现裂纹,有时在裂纹交叉处发生米粒状剥落。经分析研究,认为轧制硅钢断辊增多,是原有的轧辊强度未能满足新的条件下使用要求之故。为提高轧辊的强度,特别是轧辊中心部分的强度,改善轧辊的耐磨性和耐热性,减少辊面裂纹,延长使用寿命。我们进行了反复     

工艺参数对平板毛坯普旋成形的影响规律

基于ABAQUS/Explicit平台建立了符合实际的普旋三维仿真模型,利用此模型对平板毛坯普旋成形过程进行了模拟,研究了旋轮进给率、旋轮圆角半径、旋轮入旋角、板料厚度4个关键参数对平板毛坯普旋(第一道次)成形过程及旋压件质量的影响。结果表明:入旋角对板料的壁厚变化有较大的影响;旋轮圆角半径和板料厚度仅对板料的壁厚减薄率影响较大,对板料的壁厚增厚率影响很小;当旋轮进给率的值较小时,旋轮进给率对普旋成形过程影响不大。基于以上研究,最后得到了合理的工艺参数取值。     

表面粗糙度对高速滚子轴承保持架运动性能的影响

在高速和轻载工况条件下，打滑擦伤往往成为圆柱滚子轴承的主要失效形式，而表面粗糙度对轴承打滑损伤有很大的影响。本文采用部分弹性流体动力润滑理论，分析了在表面粗糙度影响下，轴承润滑膜厚比以及轴承表面加工纹理与轴承保持架滑差率的关系，从而揭示表面粗糙度效应对高速滚子轴承运动性能的影响     

基于MATLAB的立式玻璃磨边机传送辊的优化设计

以立式玻璃磨边机传送辊的转动惯量最小为目标,综合考虑传动辊的结构、速度、强度和硬度等约束条件,建立优化设计数学模型。利用MATLAB优化工具箱,对传送辊进行优化设计,优化结果表明,传送辊的转动惯量减少了59.14%,质量减少了59.59%,这样有利于提高传动系统响应的快速性,同时节约制造成本。     

疲劳裂纹对悬臂梁振动特性影响的理论分析

研究了疲劳裂纹对悬臂梁的固有频率及强迫振动响应的影响,使用余弦函数描述疲劳裂纹的开合过程。计算结果表明,疲劳裂纹不仅使悬臂梁的固有频率下降,而且引起非线性强迫振动响应。     

圆柱滚子轴承滚道圆度误差对旋转精度的影响

在圆度误差评定算法研究的基础上,探讨了圆柱滚子轴承内圈滚道圆度误差对旋转精度的影响,根据轴承零件的几何关系建立数学模型,详细阐述了算法原理及步骤,利用Visual C++编制相应的程序,对圆柱滚子轴承的运动状态进行数值仿真和模拟,分析不同的滚道圆度误差对其旋转精度的影响规律。     

钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的预测

利用断裂力学理论建立了钢轨踏面斜裂纹扩展寿命预测模型;以CRH2型动车组为研究对象,计算了轮轨接触时钢轨内部的应力分布,然后利用预测模型估算了钢轨踏面斜裂纹的扩展寿命,并分析了摩擦因数、裂纹倾斜角、钢轨磨损率等因素对钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的影响。结果表明:倾斜角在30°～40°时,斜裂纹扩展寿命随摩擦因数的增大而降低;裂纹倾斜角增加到50°～60°时,斜裂纹扩展寿命先增加后减小;随裂纹倾斜角的增大,斜裂纹扩展寿命先增后减;斜裂纹扩展寿命随磨损率增大先缓慢增加,当磨损率达到一定值后急剧增加;实际使用数据间接证明了模型预测的准确性。     

空间凸轮数控加工刀具误差对凸轮轮廓法向误差影响的计算方法

空间凸轮的计算机数控 (CNC)加工是现在最为常用的一种加工方法 ,而仿形加工中靠模凸轮的加工也是采用该法进行的 ,粗加工时采用比滚子直径小一些的刀具 ,精加工时就必须使用与滚子直径相同的刀具 ,本文给出了刀具尺寸误差 ΔR对凸轮轮廓法向误差 Δn影响的计算方法及规律     

滚动轴承故障诊断的一种特征参数选择方法

如何获取轴承状态的特征参数，特别是对早期缺陷明显的特征参数，目前仍是轴承故障诊断的关键。本文基于轴承振动信号频谱在２ｚｆ０频段有较明显谱峰的现象，分析了滚动轴承的振动特征和频谱２ｚｆ０频段含有较多轴承缺陷信息的原因，并以频谱２ｚｆ０频段的特征频率幅值作为特征参数，用神经网络进行了故障模式的识别。实验结果表明，这一特征参数选择方法用于轴承早期故障诊断是有效的     

滚珠丝杠副滚动体自旋运动分析

滚珠丝杠副滚动体自转运动中包含自旋和纯滚动,滚动体的自旋运动造成滚动体滑动。利用角接触轴承旋滚比的概念和目前对滚珠丝杠副自旋运动的研究情况,采用运动分析的方法分析了丝杠公称直径、接触角和螺旋升角对滚珠丝杠副自旋运动的影响情况,为设计和选用滚珠丝杠副参数提供了参考。     

Flaking failure in rolling contact fatigue caused by indentations on mating surface (II): Formation process of flaking failure accompanied by cracks extending bi-directionally relative to the load-movement

In rolling contact fatigue, a surface crack normally extends in the direction of the load-movement (LM). However, we have found that flaking failure with bi-directional crack extension occurs on a defect-free roller surface when indentations are present on the opposed roller surface. In the present study, a stress-state analysis using the boundary element method was conducted to evaluate the effects on a defect-free surface of an indentation on the opposite roller surface moving through the contact area. It is shown theoretically and experimentally that the initiation of a small subsurface crack parallel to the contact surface takes place where the maximum stress concentration occurs induced by the indentations on the opposite roller surface. The small subsurface crack grows into a small flaking failure accompanied by cracks extending in the direction opposite to the path of the LM. Subsequently, the small flaking failure expands in the LM direction, resulting in larger flaking failure with bi-directional cracking.