焊接顺序对薄壁箱梁变形和残余应力的影响

为了优化起重机用Q345材料薄壁箱梁结构的焊接顺序,采用有限元热弹塑性分析方法对不同焊接顺序的焊接变形和残余应力进行了数值模拟。定量描述了焊接顺序对焊接变形和残余应力的影响。通过对比分析,总结了焊接变形和残余应力的变化规律,提出了薄壁箱梁结构的最优焊接顺序。结果表明,采用同时同方向分段退焊的焊接顺序,并按照图5中方案三或四进行施焊,可有效控制薄壁箱梁结构的焊接变形和残余应力。     

基于SYSWELD的Q690高强钢焊接数值模拟

基于Q690高强钢的焊接工艺,通过SYSWELD对Q690钢MIG对接焊进行了数值模拟,得出了瞬态温度场分布图和特征点的热循环曲线,验证了有限元软件SYSWELD模拟的准确性。在此基础上得到了热影响区的相演变图,证实该焊接工艺是合理的。最后通过计算获得焊后残余应力的分布图,总结相应的残余应力分布规律,为评定和优化焊接工艺提供了理论依据。     

瓦面进油对推力轴承承载能力的影响分析

基于FLUENT软件建立了推力轴承瓦面进油的CFD分析模型,分析了瓦面进油槽压力、位置以及宽度对推力轴承承载能力的影响规律。研究表明,合理的瓦面进油设计有利于提高推力轴承的承载能力。当进油槽压力达到一定数值后对油膜压力具有积极的增压作用;进油槽位置应靠近推力瓦入油边侧;进油槽宽度对承载能力的影响很小。研制了采用瓦面进油的某型重载推力轴承装置,开展了性能试验和1 100 h长跑试验,为推力轴承润滑系统的设计提供了参考。     

基于能量法的残余应力测试

通过对压痕过程进行理论分析,基于能量法研究了残余应力测试原理和方法。通过张量分解,推导了残余应力在压痕过程中所做的功;通过有限元分析,总结了残余应力对压痕过程的影响;根据功与能量的关系,建立了压痕功与残余应力之间的解析模型,并推导了残余应力求解公式。结果表明:残余应力对压痕加载的初始阶段影响很大,但对加载的后半阶段和卸载过程的影响很小,可忽略不计,并且拉应力对压痕过程的影响明显大于压应力,可以认为压痕在加载过程中是一个弹塑性的变形过程,而在卸载过程中是弹性变形过程;试验证明了所建立的残余应力模型求解的残余应力是准确可靠的,可以用于残余应力的测试。     

Q690高强钢厚板MAG焊焊接工艺

采用TWE-110K3药芯焊丝对Q690高强钢厚板进行MAG焊工艺研究。通过一系列的焊接性试验数据及组织分析,结果表明,Q690高强钢厚板具有较大的淬硬倾向。只要合理控制焊道间的温度和焊接热输入,可有效防止焊接冷裂纹的产生。焊缝表面成形良好,获得了良好的性能和合理分布的组织,可以满足使用要求。     

基于分治法的重载万向联轴器叉头型线优化

建立了万向联轴器叉头的型线优化模型,基于分治法提出了一种针对叉头型线的优化策略,总结了6个设计变量对叉头最大应力的影响规律。研究表明,叉头圆弧槽和肩台的结构参数变化对叉头最大应力的影响显著,在设计时应当重点关注。开展了叉头型线优化的案例分析,在保持回转直径不变的前提下,有效降低了叉头的最大应力,提高了传扭能力。研制了目前国内船用传扭能力最大的某型重载万向联轴器,并开展了性能试验,为重载万向联轴器叉头的型线设计和优化提供了参考。     

船用楔形齿桨轴离合器设计与仿真分析

针对船用楔形齿桨轴离合器的参数设计问题,开展了船用楔形齿桨轴离合器设计研究。理论分析了船用楔形齿桨轴离合器自锁所需的临界摩擦因数随楔形齿压力角和楔形角变化的规律,并进行了仿真验证;建立了船用楔形齿桨轴离合器的多体动力学模型,研究了存在对齿误差时的接合过程。结果表明,船用楔形齿桨轴离合器降低了对齿过程的精度需求,在接合对齿过程存在0.4°以内的误差时可以在自身导向作用下完成接合。推导的自锁临界摩擦因数公式可以用来指导船用楔形齿桨轴离合器设计。     

基于粒子群算法的万向联轴器叉头结构优化设计

为提高船用万向联轴器的承载能力,以某型号船用十字轴式万向联轴器叉头为研究对象,基于Abaqus软件建立合理的叉头仿真分析流程。综合考虑原有产品工艺、结构及装配关系,简化叉头结构并建立了叉头数学模型。设计了一种基于粒子群算法的叉头尺寸优化方法,并运用Python语言编写Abaqus脚本完成了叉头参数化建模及其算法优化。基于该优化设计方法,研制了新型万向联轴器叉头,并进行了传动性能试验。结果表明运用该方法能有效提高叉头承载能力,为类似产品的结构优化设计提供了新的思路。     

推力轴承瓦面造型对承载性能影响的分析与验证

本文基于数值计算软件MATLAB,建立了推力轴承瓦面造型承载性能的分析方法,分析对比了六种瓦面造型的承载性能。定量描述了结构参数对承载性能的影响,并获得了结构参数的最优值。开展对比试验,建立了以推力瓦温度作为评价指标的试验方法,验证了推力瓦的承载性能。结果表明,取最优结构参数的斜面平台瓦具有较优的综合承载性能,并且利于工业生产。这为推力轴承瓦面造型的优化设计提供了依据,对于大功率推力轴承的结构优化具有一定的借鉴作用。     

大转矩万向联轴器叉头和十字轴结构强度仿真分析与验证

探寻了一种适用于大转矩万向联轴器叉头和十字轴的结构强度仿真分析方法,总结了对叉头和十字轴强度仿真结果的影响因素.研究表明:采用装配组件方法求解精度较高,但计算成本也相对较高;采用独立零件方法求解效率较高,最大应力位置基本一致,但求解精度较低,仅用于初步分析.研制了大转矩万向联轴器叉头关节组件并开展了静扭试验,验证了叉头和十字轴强度仿真方法的准确性,为大转矩万向联轴器叉头和十字轴的设计和优化提供了参考.