用光弹性“冻结”法分析过盈配合应力的具体方法

本文提出一个用三维光弹性“冻结”法来分析过盈配合应力的具体方法， 介绍了模拟条件和模型设计，模型加工的要求，实验步骤及应力分析。     

大型输水管道的光弹性应力分析

本文介绍某输水工程中,大型地下输水管道的光弹性应力分析问题。在同时考虑回填土荷重,外部基础渗水,以及混凝土输水管自重条件下,确定输水管周边和指定载面的应力分布,实验中采用离心加载和中温冻结。较理想地解决了模型实验和实物之间的相似关系。用简支梁代替圆盘标定,解决了载荷放大倍数低时,确定材料冻结条纹值的问题。也提及应力分析和弯矩的计算问题。     

准高速内燃机车车轮热应力分析

在轴对称模型基础上,本文运用ANSYS软件分别模拟计算了内燃机车轮箍式车轮组装应力,列车制动时因摩擦热而引起的应力,并模拟计算在不同过盈量组合下轮箍式车轮因过盈装配而引起的组装应力和列车制动时引起的热应力,并得出相应的结论,为确定车轮过盈量、组装工艺,了解机车运用中轮对工作状况提供了依据。     

超短齿硬齿面双圆弧齿轮轮齿应力的三维光弹性分析

本文利用通常的三维光弹性实验技术和原理,对超短齿双圆弧齿轮进行了齿廓的应力分析。在实验中,专门设计了啮合位置可调的“摸拟啮合冻结试验装置”,使得模型齿轮在加载冻结过程中更真实妥贴的达到理想啮合受载,从而保证了实验结果的精确性。从对齿高参数不同的几种齿形进行探讨与实验表明,各种齿形上的应力分布规律大致相同,但齿根部位的最大应力值与位置则与所采用的齿形有关,且主要取决于齿高。本文就超短齿(h=1.4M_n)进行了三维应力分析得到了沿齿廓的应力分布,从而为它应用于低速重载齿轮传动的最佳齿形设计提供了可靠的实验依据。     

变弹模光弹模拟中的层面温度的约束应力—Ⅲ.层面温度约束应力的消除方法

本文在温度约束应力产生的内在机理基础上,通过对变弹模光模光型冻结和退火过程中应力条纹图的观测比较,论证了温度约束应力条纹图的稳定性以及二维、三维模型层面温度约束的等效性,从而提出了模型实验中消除温度约束应力影响的“单一模型”法,并给出了该方法条纹参数叠加形式的表达式,这对消除岩体结构工程变弹模光弹模拟中温度约束应力的影响,提高实验精度具有重要意义。     

三向应力分析的全息光弹性法

本文介绍了进行三向应力分析的全息光弹性方法及有关技术，着重分析了全息光弹性方法用于三向应力分析的主要困难在于冻结材料的应力光学常数比Ｂ／Ａ接近-０．５，还提供了一种新的光弹性材料制作和冻结工艺，这种材料冻结时的应力光学常数比可以远离-０．５。用这种材料制成的三维模型可以单独通过全息光弹性方法直接进行一般的三向应力分析。作为一个应用的实例，用这种方法测定了对径受压元球对称断面上的各点应力分量，实验结果和理论解进行了比较。     

预应力钢筋混凝土结构三维应力场的实验

采用三维光弹性应力二次冻结法模拟分析预应力钢筋混凝土结构中的应力 .为了提高实验速度、增强实验结果的可靠性 ,冻结实验时将预应力和负载应力冻结在同一试件中 .就所涉及相似模拟的若干关键问题 ,结合工程实例进行探讨 ,提供了若干有意义的成果和结论 ,给出切片截面内的最大剪应力等值线分布和边界应力分布 .实验应力分析模拟结果与有限元数值法吻合较好 .因此 ,三维光弹性应力二次冻结法是预应力钢筋混凝土结构的实验应力分析中较好的方法     

三维光弹性实验的“冻结”法

“冻结”法是当前解决三维应力分析问题比较有效的方法,在工程中已获得了广泛的应用。 “冻结”法的实验程序是: 三维模型的应力“冻结”→沿需研究的截面切出薄片→将切片夹持于旋转台上,用偏光弹性仪或偏光显微镜,以平行光法或聚敛光法进行实验量测工作,获得必要的数据——等色线及等倾线→根据实验数据进行应力计算,给出工程中提出的应力分析问题。 应力的“冻结”过程和“冻结”法 目前用的光弹性材料均是高分子聚合物,可以认为它由不可熔和可熔的两种网络组成。在一定温度下,可熔网络的分子链完全崩溃,而不可熔网络仍呈弹性并具有承载…     

基于ANSYS Workbench对圆柱面过盈配合接触应力的研究

利用有限元分析软件ANSYS Workbench,模拟空心轴与包容件的过盈配合过程,通过改变单一因素的实验方法,分析圆柱面过盈配合中接触应力分布情况和各个因素的关系.本文分析了过盈量、包容件外径、接触宽度、轴向拉力和压力的影响因素.对实验结果进行分析得出如下结论:轴和包容件的接触区域的最高等效应力区,受到边缘效应的影响,最高应力集中区出现在端部边缘处.包容件在靠近边缘的中间部位出现低应力区域.空心轴表面的应力值呈现出从一端到另端逐渐增加的现象.     

具有穿透裂纹的圆柱体扭转应力强度因子的光弹性测定

本文主要介绍了圆柱体光弹模型内穿透裂纹的一种预制方法,同时应用三维光弹应力冻结切片法对该柱体在纯扭转状态下的应力强度因子进行了测定,并将其结果与线弹性理论的复变函数解进行了比较,实验测定值与理论解的偏差为8％左右。     

过盈配合光弹性应力分析

结合机械工程中轴与轮过盈配合这一实际问题,用光弹性法对其进行应力分析,为此类过盈配合的设计提供了实验依据。     

液压机垫板的实验应力分析

依照光弹性力学原理,采用冻结切片法,对三梁二柱式液压机柱套上的垫板,进行了实验应力分析.根据模型相似理论公式换算,求得垫板实物上的应力.     

冷轧组合式支承辊过盈配合面应力和微动滑移的分布及影响因素

采用ABAQUS软件建立冷轧组合式支承辊的三维模型,通过模拟带钢轧制过程获得不同工艺参数条件下支承辊辊套和辊芯之间过盈配合面的应力及微动滑移分布,并分析了辊套厚度、配合面摩擦系数、过盈量、轧制力、弯辊力等参数对过盈配合面应力分布及微动滑移量的影响规律。结果表明:过盈配合面上周向应力最大,径向应力次之,且二者均在轧辊压扁区达到最大;离支承辊长度方向对称面越远,过盈配合面上的微动滑移量越大,且压扁区边部的周向滑移量最大,压扁区中部的轴向滑移量最大;支承辊外径不变时,辊套厚度与过盈配合面等效应力成正比,与微动滑移量成反比;摩擦系数对等效应力影响很小,但与微动滑移量成反比;当过盈量增大时,配合面上的接触应力和应变都增大,微动滑移量先增加后趋于稳定;轧制力增大导致过盈配合面微动滑移量和轧辊压扁区等效应力增大,但弯辊力对等效应力及微动滑移的影响均较小。     

组合式冷轧支承辊热装关键工艺参数模型建立

为定量分析组合式支承辊热装工艺参数、辊套表面状态及材料参数对热装组合式支承辊性能的影响,推导出了热装配合面径向应力、等效应力计算公式、热装过盈量范围公式以及过盈配合面可传递扭矩计算公式,分析了辊套厚度、辊套外表面温度、配合面摩擦系数以及轧制传动方式与组合式支承辊热装最小和最大过盈量之间的定量关系,并得到了辊套厚度、热装过盈量及其结合面摩擦系数对结合面径向应力、等效应力以及可传递扭矩的影响规律,基于ABAQUS软件模拟了热装过程,得到了不同过盈量、不同辊套厚度时的径向应力和等效应力,并与解析模型结果进行了对比。结果表明:提高辊套材料的屈服强度、增大配合面摩擦系数、降低轧制过程辊套外表面温度不但可以明显降低热装组合式支承辊所需最小过盈量并提高热装允许最大过盈量,而且可以增大过盈配合面可承受转矩,对提高组合式支承辊制造技术水平并改善其性能具有重要实际意义。     

离心载荷对轴类部件过盈配合的影响研究

基于平面应力假设,考虑初始过盈量的影响,将轴类过盈配合部件简化成含初始过盈量的旋转圆盘,推导轴类过盈配合部件在离心力载荷下的过盈量减小量的公式。以高速列车实物轮轴为研究对象,采用理论数值方法及有限元软件仿真分析,得到轮轴等效模型在不同旋转角速度下的接触压应力及过盈量的变化特征。研究结果表明：基于MATLAB数值模拟和ANSYS有限元仿真得到的接触压力及径向位移随旋转角速度变化的数值变化规律基本一致,验证了含初始过盈量的轴类部件过盈量减小量公式推导的准确性。过盈配合轮轴结构间的过盈量和接触压应力随旋转角速度不断增大而呈现非线性减小的特征,轮轴间的配合状态逐渐由过盈状态转变为间隙配合状态,旋转角速度临界值约为960 rad/s。由于有限元仿真软件通过施加径向位移差的方式施加过盈量,在接触状态由过盈状态转变为间隙状态之前,轮轴接触主从面一直处于零间隙状态。     

椭圆管道与连接器过盈装配应力有限元分析

基于组合厚壁圆筒理论和管道与连接器过盈装配有限元计算,分析了海底椭圆管道与机械连接器水下过盈装配的应力问题。采用数值模拟的方法分析过盈装配过程中的产生的极值有效应力并引入椭圆度应力系数大小衡量应力集中效应强弱。结果表明,管道接触应力与等效过盈量密切相关,而椭圆度影响过盈面接触应力分布的均匀性。椭圆度应力系数越大,管道应力集中效应越明显,承载的应力越大。随着椭圆度增大,通过适当增加等效过盈量的办法,即可增大过盈装配应力的承载能力。     

考虑冻胀效应的冻结壁弹塑性分析

在冻结法施工中,地层冻结引起介质体积膨胀而产生的冻胀力使地应力场产生重分布,基于这一特点建立了井筒未开挖和开挖后的冻结壁与其周围土体相互作用的计算模型。首先,利用修正的冻结壁本构方程,计算出井筒未开挖时受冻胀影响的地层应力弹性解;然后,把冻结完成时的状态作为起始状态,基于Drucker-Prager屈服准则推导出开挖后的冻结壁弹塑性解。通过工程实例分析可以获得开挖后的冻结壁及其未冻围岩区的应力场和位移场,结果显示考虑冻胀后环向应力曲线明显不连续,以及在考虑冻胀影响之后,井筒开挖后的塑性半径和冻结管处所受的应力变小,而冻结壁外边界处的应力相对增大;参数分析表明开挖前后的冻结壁外所受应力随着冻胀线应变的增大而增大,而冻结管处的应力和塑形半径随着冻胀线应变的增大而减小,适当选取冻结管的安放位置可避免冻结管断裂问题。此外,冻结管的安放位置对塑性半径影响不大,中间主应力系数对冻结壁应力布和塑性半径均有重要影响且具有区间效应性。该计算模型较好的符合工程实际,能为冻结壁的设计提供一定的借鉴意义。     

冻结粉砂的弹粘塑本构关系

本文以冻结粉砂依赖于温度的峰值应力为判据,提出了一个能够考虑温度软化、应变率以反双曲正切关系依赖于过应力的弹粘塑本构关系。在一维的情况下,与常应力蠕变实验曲线符合较好。     

泡沫清管器过盈量计算及其对清管效果影响

在对管道进行清理的过程中,清管器与管道内壁之间实现过盈配合而产生接触力,因此过盈量的设计对两者之间的接触力及清管效果具有重要影响.针对清管器-管道结构,分别建立平面应变模型、平面应力模型及空间轴对称模型,求解得到相互作用力与过盈量之间的函数关系.考虑实际工程应用,在过盈量确定条件下,采用有限元对管道内壁存在污垢的情况进...     

双悬臂深梁应力光弹性研究的精度分析

对双悬臂深梁─—桥墩顶帽的应力光弹性试验中的模型冻结、模型粘结、模型加载、泊松比以及应力条纹对应力场的影响作了定量或定性分析，结果表明：模型冻结过程的内外温差、杠杆式加载装置大于7时的粘结材料弹模比，对应力场影响不大，但材料的泊松比、应力条纹值对应力场有较大的影响．