压气机叶轮-轴套-轴摩擦接触的有限元分析

以某柴油机涡轮增压器的压气机为例，基于多重子结构技术，建立了增压器压气机叶轮、轴套和轴的三维整体有摩擦弹性接触的计算模型，采用有限元参数二次规划法，对其进行有限元分析。针对不同的过盈量、摩擦因数、轴套壁厚和转速进行计算，获得了叶轮、轴套与轴之间接触应力的分布规律。分析表明，随着叶轮与轴套间过盈量的增大，轴套的外表面与内表面的接触应力是线性增大的，而且内表面的接触应力增加较为迅速，这对于确定合理过盈量和改进设计具有参考意义。     

增压器压气机三维弹塑性接触的研究

以某柴油机涡轮增压器的压气机为例,采用由参变量变分原理导出的有限元参数二次规划法,并结合多重子结构技术分析求解叶轮与轴套、轴套与轴的三维弹塑性接触问题,针对不同的过盈量、转速和轴套壁厚进行了大量计算,获得了叶轮、轴套与轴之间接触应力的相应分布规律。分析表明随着叶轮与轴套间过盈量的减小,轴套的外表面与内表面的接触应力是线性减小的,而且内表面的接触应力减小较为迅速。因而在采用压力组装法时应严格控制轴套与轴的过盈量,使得轴套和轴间有足够的压力保证叶轮、轴套和轴不会相互脱离,又满足结构强度的要求,并使其产生的不良影响减至最小。当转速一定时,叶轮与轴套接触点的法向相对位移与叶轮的质量分布存在着明显的联系。建议采用非均匀的初始过盈量,以保证不发生相对位移和接触应力的均匀性。这些对于确定合理过盈量,改进设计和提高压气机的寿命,具有实际参考意义。     

基于ABAQUS的套筒过盈配合有限元接触分析

文中给出了套筒过盈配合的接触有限元分析结果,并与理论分析结果进行对比,验证了有限元接触算法对过盈配合分析的有效性,对结构设计有一定的借鉴意义.     

过盈配合接触界面的研究

通过W-M函数建立具有分形特征的等效粗糙表面与刚性平面的接触模型,模拟压缩机叶轮与轴过盈配合下界面的接触。将接触模型导入到有限元软件Ansys中,分析接触模型接触面积、接触压力、滑移面积、粘着面积与变载荷的关系和表面路径上的应力与变形。结果表明,接触时只有个别较高的微凸体发生接触,微凸体肩部区域的应力较大,微凸体中心位置变形量最大,接触界面在一定的法向载荷下接触面积减小,粘着面积增大,配合件发生了宏观的变形。     

有限元接触分析解决过盈配合难题

为了节约铜材,在机械加工中,广泛地使用钢套与铜套过盈配合的组合件。但是,由于尺寸大小、壁的厚薄、过盈量的多少,都会对轴套之间的接触力有影响。虽然长期应用,但不易掌握它们之间的接触压力的大小,也不易了解它们之间的互相变形。如何解决这一工艺难题,在实际工作中,笔者作了一些有效的尝试,取得了较理想的效果,为今后制定工艺方案和有效控制轴套的过盈配合提供重要参考。     

过盈配合应力的接触非线性有限元分析

基于非线性有限元软件 MARC,提出过盈配合应力的动态和静态两种有限元分析方法 ,并以铁道车辆某高速轮对组装的过盈装配为例进行了有限元仿真计算 ,比较了两种方法的计算结果 ,分析了过盈量、摩擦系数、形状误差对装配应力的影响 ,结果对于确定合理过盈量和改进加工工艺具有参考意义     

离心式压缩机转子过盈配合的弹塑性接触分析

为了更合理地确定离心压缩机叶轮与轴之间的配合关系,综合研究了叶轮外径及转子转速对接触应力的影响,并提出相应的装配过盈量计算模型。叶轮外径沿轴向方向呈一定的规律变化,轴向方向上不同位置叶轮的刚度随之变化,进而影响接触应力和位移;叶轮因转速产生径向位移,进而对接触应力形成减小效应,接触应力的减少程度与转速及轴向不同位置的叶轮结构有关;综合考虑叶轮轴径和转速的影响,结合压缩机转子接触应力和轴向力矩约束条件,提出了最优过盈量计算模型。基于Abaqus的分析结果验证了理论模型的合理性。     

车灯气密性的有限元接触分析

本文采用接触有限元方法对车灯壳体总成的气密性进行了分析，得出位移曲线，并对影响变形的主要因素进行优化，最终得到合理的灯具结构，为改进制造和装配工艺提供了理论依据。     

离心压缩机叶轮过盈接触及传递扭矩研究

本文针对某离心压缩机叶轮,详细开展了基于有限元方法的非线性接触分析。深入研究了在离心载荷作用下过盈量和最大Von Mises应力、接触压力以及传递扭矩的关系,并根据叶轮做功传递扭矩的要求,给出了叶轮与轴之间适宜过盈量的设计建议和旋转松脱的甄别方法。     

变速器过盈配合接触非线性分析

近年来变速器装配涉及的齿轮、轴承压装工艺被广泛应用,对高速旋转齿轮及轴承的装配质量提出了更高要求。本文利用有限元分析软件ABAQUS对光轴过盈配合进行接触非线性分析,针对冷压和热压两种方法研究摩擦系数、过盈量对装配应力的影响。本文采用有限元分析方法对变速器过盈配合进行非线性分析,研究成果对改进装配工艺,提高产品质量具有参考意义。     

轮轴过盈联接有限元分析

通过接触仿真分析,研究接触单元在轮轴过盈联接中的应用。建立国产某型号汽轮机轮毂与轴接触仿真分析的模型,用ANSYS的接触单元计算轮轴接触区附近的应力,并与传统计算方法进行比较。说明利用接触单元分析过盈联接问题的精确性、有效性和可靠性,同时指出传统计算方法的局限性。     

基于子结构技术的复杂齿轮系统有限元三维接触分析

基于子结构分析技术,建立了复杂齿轮系统的三维整体有摩擦弹性接触计算模型,用有限元参数二次规划法求解非线性部分,对其进行了比较全面、精细的有限元分析。以韶山7电力机车牵引齿轮系统为例,分析了齿轮啮合处接触状态（齿面相对滑动状态、齿面接触应力、齿面接触区域、齿向载荷分布）的变化规律。分析结果表明,齿轮系统的支承方式对齿轮齿面接触状态有较大影响。同时也说明,对于齿轮系统这种重复结构多的工程结构,子结构分析技术在解题规模和计算效率上都有优越性。     

锥面过盈联接静力分析的一种工程方法

锥面过盈联接应力问题本质上是空间轴对称问题。在锥面过盈联接几何模型分析的基础上,运用平面应力问题和平面应变问题结合的方法求解,并结合该问题的边界条件,通过定义尺寸影响系数,得到有限尺寸条件下锥面过盈联接的位移和应力的解析式。结合一个算例,用有限元方法检验该求解方法的有效性,而内、外锥角在不同组合情况下最大相对误差的分析结果表明该方法在一定范围里还具有普适性。通过深入分析几何模型中相关的结构几何参数对外环径向位移的影响规律,为圆锥过盈联接的合理设计提供指导。     

抽油机井油管接头弹塑性接触有限元分析

对油管接头进行弹塑性接触有限元分析，给出其应力分布规律，找出应力集中区即螺纹尾部第一啮合齿根；讨论各种载荷及锥度偏差对应力分布的影响，得出拉伸载荷对油管应力应变场的影响很大；油管极大锥度、接箍极小锥度使油管接头螺纹尾部第一啮合齿根应力集中区进一步扩大，而油管极小锥度、接箍极大锥度则会造成油管在端部附近断裂或粘扣，这两种情况都比较危险，因此在使用中应尽量限制锥度偏差。同时也对公称锥度的油管接头进行在循环载荷作用下的有限元分析，确定油管的疲劳失效类型属于高周疲劳。     

固体发动机工况中密封圈大变形接触应力分析

从固体发动机密封结构特点和密封可靠性出发,对所研究的密封结构进行分解和简化。采用接触罚单元算法,应用ANSYS有限元分析系统软件,建立橡胶密封圈的轴对称超弹性非线性问题的三维有限元分析模型,对固体火箭发动机密封的充分必要条件及在工况中密封界面上的接触压应力分布规律进行研究。在讨论超弹性接触问题的前提下,研究密封结构承受不同燃气内压时对密封接触状态的影响。通过对这些影响规律的分析,找出造成密封失效的可能原因,为固体火箭发动机等重要场合下0形橡胶密封圈的正确选用提供一种方法。     

基于模具解析描述的两维金属成形模拟中的通用接触处理方法

接触处理方法是影响有限元数值模拟精度和效率的关键因素。针对两维金属成形中模具可以用线段和圆弧分段解析描述的特点 ,提出了一种通用的 ,以节点位置和边界约束修正为核心的接触处理方法 ,它具有较高的计算精度 ,可以真实反映金属和模具之间的接触状态。     

THREE DIMENSIONAL ELASTO-PLASTIC CONTACT BOUNDARY ELEMENT ANALYSIS FOR ROLLING WITH CONSIDERATION OF FRICTION

ＴＨＲＥＥＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬＥＬＡＳＴＯＰＬＡＳＴＩＣＣＯＮＴＡＣＴＢＯＵＮＤＡＲＹＥＬＥＭＥＮＴＡＮＡＬＹＳＩＳＦＯＲＲＯＬＬＩＮＧＷＩＴＨＣＯＮＳＩＤＥＲＡＴＩＯＮＯＦＦＲＩＣＴＩＯＮ①ＸｉａｏＨｏｎｇＣｈｅｎＹｉｍｉｎｇＳｈｅｎＧｕａｎｇ...     

过盈量对植入体与骨接触压力的影响

为了探讨植入体骨界面的应力特征,采用各向异性的三维有限元和接触单元法,建立一个立方体颌骨与圆柱体植入体的局部模型,研究过盈量对界面接触压力的影响。嵌合界面按100％骨结合率,计算不同过盈量下植入体骨界面、骨内各节点的应力。结果表明界面接触压力沿植入体中轴线非对称分布,接触压力大小与过盈量呈正比的关系,在近远中向达到最大,颊舌向的压力最小;在深度方向皮质骨层接触压力最大,在骨孔底部松质骨层接触压力最小;在半径方向上离界面越远应力越小;皮质骨对植入体的力学稳定性贡献较大。     

3D TRANSIENT COUPLED THERMO- ELASTIC-PLASTIC CONTACT SEALING ANALYSIS OF REACTOR PRESSURE VESSEL

Sealing analysis of sealing system in reactor pressure vessels is relevant with multiple nonlinear coupled-field effects,so even large-scale commercial finite element software cannot finish the complicated analysis.A finite element method of 3D transient coupled thermo-elastic-plastic contact sealing analysis for reactor pressure vessels is presented,in which the surface nonlinearity, material nonlinearity,transient heat transfer nonlinearity and multiple coupled effect are taken into account and the sealing equation is coupling solved in iterative procedure.At the same time,a computational analysis program is developed,which is applied in the sealing analysis of experimental reactor pressure vessel,and the numerical results are in good coincidence with the experimental results.This program is also successful in analyzing the practical problem in engineering.     

具有界面热阻的接触传热耦合问题的数值模拟

发展了基于界面热阻本构模型的热接触耦合问题有限元分析的新算法。对接触边界的热交换分析采用压力相关的传热本构模型,为考虑力学-传热之间的耦合特性,建立两类变分方程,一类是热力学变分泛函,其考虑接触区域对结构热传导的影响。另一类是热弹性接触分析的参数变分原理,可以方便地对接触问题进行求解。文中给出有限元分析的离散公式,并进一步给出进行两类问题耦合分析的迭代算法,其中接触分析的惩罚因子是可以消除的。数值结果在验证文中算法的同时证实了耦合分析的重要性。