基于有限元法的石油射孔枪弹间干扰研究

石油射孔弹顺序起爆后,弹间冲击波相互作用是一个高度非线性的力学过程。基于有限元法对这一过程进行显式动力分析,由计算结果得知,高孔密射孔枪弹间干扰产生的主要原因是下位弹在不对称的压力场起爆。设计的不同孔密和不同爆速的导爆索两种情形的爆轰试验结果表明,弹间间距越小(即孔密的增加),弹间干扰越严重;随着导爆索爆速的降低,下位弹射流头部质量集中的"中间"偏转角度增大,上位弹对其干扰越明显。以上结论可用于高孔密射孔枪的优化设计。     

防渗墙施工缺陷对土石坝渗流与稳定的影响分析

防渗墙作为土石坝的重要隐蔽工程,其施工质量直接影响防渗墙的功效,关乎大坝运行安全。结合工程案例,采用有限元法分析了防渗墙不同施工缺陷对大坝渗流稳定的影响,如防渗墙存在初始裂缝、材料渗透系数不足和墙体悬挂深度不够等。分析结果表明:当防渗墙潜在裂缝位于坝体土层或强风化层时,结构可能发生局部渗透破坏或整体坝坡失稳;当防渗墙渗透系数与坝体土层的防渗系数相近时,大坝抗滑安全系数小于允许值,坝体浸润线偏高将影响结构整体稳定;当防渗墙悬挂深度仅到强风化层时,坝底渗流路径缩短,渗流量增大导致大坝抗滑安全系数偏小,不满足结构整体稳定要求。因此,在实际工程中,应严控施工工艺,防止防渗墙出现质量缺陷,从而保障大坝安全运行。     

转子调磁式磁力齿轮设计与分析

针对传统磁力齿轮高速运转时转子永磁体会破坏的缺点,提出没有永磁体的转子调磁式磁力齿轮。根据磁场调制原理建立了输入输出转矩与气隙磁场间的关系,使用二维有限元法分析其转矩传递能力;使用参数化扫描对不同的转子尺寸参数组合进行优化分析,得到输出转矩与转子尺寸间的关系,并探究各转子尺寸参数对输出转矩影响的原因。仿真结果表明:输出转矩与转子的尺寸参数有直接关系,存在最优尺寸使输出转矩达到最大值;优化后输出转矩增加了81.2%,低速转子尺寸对输出转矩影响最大。最后对气隙中磁密进行谐波分析,结果表明优化前后主要谐波的变化与转矩变化一致,验证了转子调磁式磁力齿轮设计分析的有效性。     

汽车安全带固定点失效分析及结构优化

以乘用车后排安全带固定点为对象，基于安全带固定点强度试验结果，通过有限元方法建立模型，简化并调试有限元模型，进行试验对标分析。经过对标后，有限元分析结果与试验结果基本吻合。然后基于对标后的有限元模型对结构进行优化，提高安全带固定点强度，提出优化方案，并通过试验验证，满足法规要求。通过利用CAE分析技术在产品开发过程中的应用，有效找到问题原因并有针对性地加以优化，从而缩短开发周期和节约成本。     

变厚齿RV传动多齿弹性啮合效应的研究

对变厚齿RV传动中的少齿差行星传动进行了有限元接触分析,分析结果表明,变齿厚少齿差传动存在多齿弹性啮合效应,其啮合性能不同于按传统齿轮设计理论所得的结果。研究了一个啮合周期内,不同载荷下的多齿弹性啮合效应对变齿厚少齿差传动的轴向力、接触力、实际接触齿对数、各齿对间载荷分布、齿面接触应力及齿根弯曲应力的影响规律,分析结果为提高变厚齿少齿差行星齿轮传动的承载能力、齿轮参数优化、变齿厚齿廓修形及零部件的强度计算提供了理论依据。     

抗蛇形减振器外特性建模仿真及试验研究

针对当下液压减振器中节流阀片变形在复杂受力情况下难以准确计算的问题,以某型高铁抗蛇形减振器结构为基础,利用有限单元法、液压流体力学以及弹性力学基本原理,通过研究减振器的速度以及示功特性,实现减振器外特性计算机仿真的目的。首先,建立了减振器的数学模型,然后结合弹性力学以及有限单元法对阀片变形进行计算,最后通过对数学模型加载正弦激励信号得到减振器的速度特性曲线以及相应的示功图。仿真及试验结果表明:所建立的数学模型以及阀片变形计算方法是准确合理的,对减振器的精确建模、缩短减振器的研发周期与降低研发成本具有重要意义。     

轮轨高频动力作用模拟中接触模型的影响分析

轮轨高频动力分析模型目前多沿用了传统的赫兹接触模型,其在高速轮轨系统上的适用性尚未得到验证。针对赫兹接触工况,建立基于多体动力学的车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型,其中轮轨法向接触由赫兹弹簧表征,作为对比也建立基于显式有限元的三维高速轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用可考虑三维接触几何的"面-面"接触算法精确求解轮轨接触。对比150～500km/h速度范围内典型钢轨短波波磨(波长20～140mm、波深0.01～0.20mm)激励下的高频轮轨力结果,发现三种模型预测的幅值存在显著差异,但未发生轮轨脱离时(波磨尚浅),三种模型预测的幅值均与波深线性正相关。具体而言,相较于瞬态滚动接触模型,车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型预测的垂向轮轨力更大,其特征幅值的最大差值分别为静轮重的39.2%和88.4%,三种模型预测波长30mm波磨的临界波深(恰好发生轮轨脱离)相应地高于0.2mm、0.14mm和0.05mm。开展高速、高频轮轨动力分析时,传统的赫兹接触弹簧会带来不可忽略的计算误差。