应用非线性有限元法对某水封安装过程进行仿真计算

考虑到材料非线性、几何非线性和边界非线性等问题,应用有限元分析软件对具有超弹性、不可压缩性和大变形性质的某伸缩式止水橡皮的安装过程进行仿真计算.分析了超弹性橡皮材料的大变形性质和在安装过程中的变形情况,并计算支臂翼头在受到刚性夹板夹紧作用下的应力分布情况、橡皮与钢夹之间的接触应力分布情况,从而定性地研究止水橡皮安装完成后的止水性能,为设计合理的止水橡皮提供有益的指导.     

低速轮胎试验机垂直力加载系统

针对轮胎变形产生的力变化范围大、控制精度要求较高等问题,研究了低速轮胎试验机垂直力加载系统.该闭环控制系统以伺服比例换向阀作为控制元件,以非对称液压缸为输出元件,以压力传感器作为反馈元件,实现了对输出力的精确控制.给出了该系统的工作原理,并推导出该系统的动态响应数学表达式.以Matlab中动态仿真工具Simulink软件包为开发工具,将其应用于该闭环控制系统的动态响应计算中,给出了考虑干扰量情况下的Simulink仿真方法。结果表明,数学模型及结论均具有一定通用性;用Simulink实现仿真,代替操作人员完成了繁琐的“内部”计算工作.     

利用ABAQUS分析混凝土面板堆石坝非线性应力与应变

利用通用有限元分析系统ABAQUS的用户子程序,实现了Duncan-Chang模型的开发.对某混凝土面板堆石坝(CFRD)进行了填筑与蓄水过程的应力与变形的三维非线性有限元仿真模拟,得到了坝体和面板的应力与变形、垂直缝和周边缝沉陷、剪切和张开变形等结果,可为坝体断面优化分区、接缝止水设计提供重要参考依据.同时表明:充分利用ABAQUS已经具备的非线性分析功能,二次开发是完成混凝土面板堆石坝三维非线性应力应变分析的有效解决方案.     

深基坑开挖支护的计算

通过对武汉某基坑支护结构的计算分析,讨论了基坑支撑施加次序不同引起的周边变形的有关问题.进一步探讨了封底止水,加固被动区土体对支护桩内力分布的影响.     

多相补偿阻抗元件的研究与仿真分析

对输电线路距离保护多相补偿阻抗元件的工作原理和工作特点进行详细分析,提出2种多相补偿阻抗元件的判据确定方法.仿真分析结果表明,多相补偿阻抗元件可正确区分保护正向区内、正向区外及反方向故障情况,而且受过渡电阻的影响较小.     

安庆长江公路大桥主桥施工控制仿真计算

安庆长江公路大桥主桥为钢箱梁斜拉桥,设计针对其结构特点,通过反复调整施工方案和结构分析参数,确定了理想的箱梁安装仿真计算过程.从理论上预测出结构在每个施工过程中的受力和变形状态,为施工控制提供了关键依据.     

基于ANSYS/LS-DYNA的微流控芯片模内动力学特性研究

以有限元法的系统动力学理论为基础,采用显式ANSYS/LS—DYNA有限元分析软件对微流控芯片模内键合模具模内运动元件进行了模拟仿真计算,并对计算结果进行分析.以计算结果为依据,对模具的结构进行改进,优化其结构,改善受力状况.研究结果表明:模内元件最大应力值均在各元件材料屈服极限范围内;关键结点位移对模腔对准精度产生一定影响.研究结果为模内装配模具(IMA)结构设计开发提供了理论依据,对深入研究模芯制动与模具疲劳寿命间关系及提高模具寿命提供了理论.     

闸门止水对自振特性的影响

通过物理模型试验和有限元分析方法,以汗华水电站表孔闸门为例,分析了闸门止水对闸门自振特性的影响.在物理模型试验中,定性分析了止水对闸门自振特性的影响情况,通过测试极端工况(闸门有止水和无止水)下闸门的自振频率,研究了闸门止水对其自振频率的影响.然后通过有限元数值模型计算了不同止水弹模对闸门自振特性的影响情况,对闸门如何选用止水材料给予定性分析.试验及计算成果对闸门止水的设计具有一定的借鉴意义.     

3/2/3LCC混合谐振变换器关键元件设计及特性分析

针对LCC谐振变换器存在多个谐振元件、谐振模式复杂、通过空间建模法建立的模型及表达式十分复杂等问题,对LCC谐振变换器电路进行了数学分析,推导了电压增益及电路特性表达式.鉴于表达式的复杂性,通过仿真给出了电路参数与电路特性之间的关系及变化趋势,为谐振元件参数设计提供了依据.实验结果与理论推导和仿真计算一致,验证了该设计方法的合理性.     

粘弹性梁的Maxwell-Tomson模型

本文用弹性元件和粘性元件的串并联较方便地导出了线性粘弹性的Maxwell-Tomson力学模型,并通过对梁的弯曲变形的计算,与弹性体进行了比较,说明考虑时间效应是粘弹性计算的特点。     

油膜轴承的密封及密封结构的改进

介绍了＂X＂型密封的原理和改进后的＂DF＂型密封的特点、原理。在＂X＂型密封的基础上针对密封唇口,密封盖与密封唇口的接触平面的改进,加强了密封的封油作用;另外还增设了水封,增强了密封的封水功能。在密封结构上采取的种种改进措施,提高了密封的使用寿命,取得了更好的密封效果。     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

柱塞泵密封圈有限元分析

用有限单元法对柱塞泵密封圈进行了分析,获得了橡胶密封圈与柱塞间接触应力的分布规律以及接触应力与工作介质压力的关系。计算表明:橡胶密封圈在工作介质压力的作用下,有"偏离效应"的存在,即在密封圈的接触宽度上,唇部受拉伸,根部受压缩,主密封在靠近唇部位置;同时,主密封带的位置不随工作介质压力的变化而变化,且最大接触应力与工作介质压力之比为1 23。为润滑状态和密封机理的分析提供了计算依据。     

机械密封影响因素分析及展望

机械密封作为一种被广泛应用的密封方式,已成为流体密封技术重要的动密封形式。随着密封行业标准要求不断提高以及工业整体的发展,机械密封设计与制造技术是当前流体传动与控制领域发展的重点对象之一,且对于机械密封的发展也提出了更高的要求。对机械密封的影响因素、常见问题进行梳理总结。从解决机械密封问题角度,对机械密封未来发展方向进行简要介绍,以促进机械密封技术发展。总结与展望机械密封发展趋势,对于极端工况条件下的密封性能、常规工况下使用寿命、稳定性等提出了更高的要求;在机械密封可控层面上,机械密封智能化与密封组合会成为未来机械密封的研究重点。     

考虑应力松弛效应的球头-锥面密封性能分析

建立了考虑应力松弛效应的球头-锥面密封有限元模型,并采用这一模型获得螺母残余预紧应力及球头-锥面间接触应力随蠕变时间的变化规律. 在此基础上,依据Roth提出的泄漏模型推导出考虑应力松弛效应下球头-锥面密封泄漏率的计算公式,并采用这一公式获得不同工况参数下考虑应力-松弛效应的球头-锥面密封泄漏率随蠕变时间的变化规律. 本文在球头-锥面密封性能分析中实现了应力松弛效应影响的嵌入,这一研究不仅有助于球头-锥面密封性能分析技术在其工程分析设计中的实用化,也在一定程度上对球头-锥面密封性能研究理论体系和方法有所完善.     

Sealing of Ejection Hole at the Bottom of Projectile for Wired Transmission System of Penetration Data

It is difficult to find the projectile when people want to get the penetration data in a hard recovery method, so a recovery system of penetration data is designed based on an ejection mode from the projectile base and a method of wired transmission, at the same time, the system was sealed with a designed sealing device, the working principle of which was introduced. Using Fluent as the simulation platform, the transient pressure of seal cavity was simulated based on the change of chamber pressure, and steady-state pressure of seal clearance and seal cavity were simulated based on the maximum chamber pressure. The sealing performance was tested by a pressure test system. The results of simulation and experiment show that the maximum pressure of seal cavity is 139.4.kPa when the maximum chamber pressure is 242.9.MPa and the maximum temperature of gunpowder explosive gas is 2.166.5.K, so the sealing performance can be assured. The sealing device can be taken as a reference in sealing research on gunpowder gas at the bottom of projection.     

焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明：工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为：介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。     

斯特林机帽式密封性能分析及回归参数优化设计

为改善斯特林机活塞杆帽式密封性能,首先采用数值仿真分析了5 MPa工质压力下其静、动态力学特性,从而获取了O型圈内径尺寸LN、C型环径向壁厚T和装配过盈量S三个关键结构参数对密封性能的影响规律,在此基础上,再利用回归设计法以配伍面最大接触压力平稳且密封可靠为优化目标,对密封结构的上述三个关键参数进行优化设计以确定其最佳匹配方案,最后通过密封试验台验证了本文优化设计方法的准确性和普适性。结果表明：活塞杆与C型环密封面中间区域上最大接触压力随LN和S的增大而增大,但随T的增大而减小;通过估计回归系数和方差分析（ANOVA）发现,LN对密封性能影响最为显著、S次之、T影响最小;LN和T、LN和S交互项对响应显著,而T和S交互项对响应不显著;当LN为13.745 mm、T为0.40 mm和S为0.020 mm时,优化密封件对应的正行程最大接触压力为9.01 MPa、回程为9.75 MPa,较工程在用密封件（LN=13.78 mm、T=0.5 mm、S=0 mm）最大接触压力分别降低了14.7%和25.5%;实验进一步验证了优化密封件的密封性能和使用寿命均优于工程在用密封件,并且在不同工质压力下优化密封件的接触压力均匀性更好,减摩延寿效果明显,充分证明本文性能分析与优化设计方法准确有效。     

盖封密封磨损-热-应力耦合模拟与优化设计

在无油润滑工况下,密封面磨损是导致密封件性能降低及寿命丧失的关键因素. 结合有限元技术,基于修正的Archard磨损模型,建立盖封（CL）密封过程中密封件和活塞杆间的磨损-热-应力耦合数值模拟方法,分析磨损过程中密封件性能与寿命的变化规律及介质压力对密封特性的影响;基于所建立的仿真模型,采用正交试验设计法,以密封件密封面上最大接触压力降幅最小及密封件寿命最长作为优化目标,对CL密封中C形密封圈关键结构参数进行优化设计,得到最优组合方案;利用斯特林发动机活塞杆密封性能试验平台对数值模拟方法进行验证,并对磨损后CL密封接触面磨损状况进行测量,检测结果与仿真模拟结果较为一致,优化后密封件密封性能及使用寿命得到了提高.