薄壁套筒类零件磨削夹具的设计及其可靠性分析

为提高薄壁类零件的加工精度,利用蛇形弹簧受轴向力产生径向膨胀而夹紧零件的原理设计了一套薄壁套筒类零件磨削夹具.对夹具中的螺栓拧紧力矩与蛇形弹簧的轴向力之间的关系进行研究显示,当蛇形弹簧所受轴向力为5 000 N时,螺栓所需拧紧的力矩为309.46 N·m.利用Workbench软件对夹具中螺栓拧紧力矩(309.46 N·m)的工作状态进行有限元分析表明,夹具所使用的材料可满足其性能要求; 蛇形弹簧应力集中处为Φ25轴径处,蛇形弹簧过盈配合处(Φ36内径)胀紧变形为0.007 mm,最大应变为0.000 51,最大应力为101.79 MPa; 蛇形弹簧膨胀接触处为套阀阀芯变形最大处,最大径向变形量为0.002 1 mm、最大应力为25.22 MPa、最大应变为0.000 13.对夹具进行可靠性分析表明,其应力可靠度为100%.     

磨削高精度小直径套端面的夹具设计

高精度小直径套类零件特点是：内外圆尺寸精度高．外圆与内孔同轴度以及端面与内孔轴线的圆跳动要求高。长径比大。图1所示为我单位加工的一种精度较高的内套,该零件加工难度较大、废品率高。其常用加工方法及特点如表1所示。显然,第3种工艺方案应优先选择。为此笔者在生产中不断摸索．设计出一种在万能外圆磨床上磨削高精度小直径套类零件端面的夹具。经实践证明,该夹具不仅能够保证加工精度而且还降低了废品率。     

液压膨胀夹具夹紧性能影响因素分析及优化设计

为优化液压膨胀夹具夹持性能,利用有限元软件分析了某液压膨胀夹具系统的不同结构及配合参数对工件夹紧变形、夹紧力矩、锁紧刚度的影响规律,并采用多目标优化方法对参数进行了优化分析。结果表明:通过调整液压膨胀套夹具的结构和配合参数,能使液压膨胀夹具的夹持性能显著提高,工件中部的夹紧变形量由 12 μm 减小到 3.2 μm,两端的夹紧变形量由 28 μm 减小到 4.8 μm,工件的最大应力由 435.9 MPa 减小到85.7 MPa。     

大型金属挤压机卸荷过程插装阀流固耦合分析

应用动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了大型金属挤压机卸荷插装阀FSI模型,从理论上研究了流固耦合单元算法及控制状态方程,并通过流固耦合仿真分析,得出了插装阀瞬态力学特性及卸荷过程中流体与插装阀阀芯相互作用下的冲击特性.研究结果表明:卸荷过程的平稳与阀芯阀套端盖接触时间有关,油液挤压时间最好不要超过0.04 s,平稳的卸荷过程中油液对阀芯的冲击力峰值为140kN,阀套最大Von Mises应力为456 MPa.     

阀套类零件加工工艺的优化

结合阀套零件的工艺分析和加工技术要求,通过优化工艺方案,解决了壁厚小于2mm,长度大于110mm,圆柱度不大于0.01mm,粗糙度Ra≤0.2阀套类零件的加工难题。对同类薄壁长管状零件的加工具有指导意义,有一定的应用价值。     

基于ABAQUS的波纹管建模与仿真分析

利用ABAQUS软件对超弹性硅胶材料的波纹管进行建模,并对其内部充气加压模型进行有限元仿真分析.分析了不同波纹管壁厚对加压后的应力、轴向伸长和径向膨胀的影响.仿真结果表明:波纹管波峰处壁厚越厚,对其径向和轴向变形的约束能力越强,在薄壁情况下,加压后波纹管会存在约束不足而导致失稳的情况.该研究为波纹管在气动人工驱动器变形...     

核心混凝土膨胀对钢管混凝土轴压性能的影响

核心混凝土的收缩在钢管与混凝土之间产生空隙,降低构件性能.掺加轻集料的高强混凝土产生体积膨胀,可改善钢管与混凝土之间的密实性.推导了混凝土膨胀引起的钢管膨胀及环向应力计算公式,研究了轻集料对C50,C60两种高强混凝土力学性能、体积变形的影响以及混凝土膨胀引起的钢管环向应力、钢管混凝土轴压下的特性.研究表明,核心混凝土的膨胀在钢管内产生环向应力.核心混凝土自由条件下400～600微应变膨胀在钢管内产生70～90 MPa的环向应力.这降低了轴压下钢管的承载能力,但对钢管混凝土承载力无明显影响,此外,在不考虑材料性能因素的情况下,核心混凝土的膨胀可提高钢管混凝土的弹性模量.     

基于ANSYS的变截面细长轴电解磨削加工研究

为减小变截面细长轴类零件电解磨削中的弯曲变形,用可变载荷随动电极来支撑加工中的工件,并利用ANSYS软件对典型变截面细长轴顶头零件进行电解磨削加工的有限元仿真研究,对使用普通随动电极和可变载荷随动电极的工件变形规律和应力变化情况作了对比分析。其结果表明,可变载荷随动电极将工件最大弯曲变形从27.9 μm降到9.8 μm,最小弯曲变形从19.5 μm降到6.7 μm,极大地减少了工件加工中的变形量。通过加工实验验证结果表明,可变载荷随动电极能减少工件加工时的弯曲变形,有效提高工件的加工精度。       

新型梭式结构止回阀的数字仿真与结构优化

根据第三代核电技术AP1000中非能动堆芯冷却系统对低压差开启止回阀(开启压力≤0.03MPa)的技术要求,针对现有旋启式止回阀的结构特点及其在反向压力高、流速快的工况下易发生撞击,引起阀瓣损坏和产生较大噪声的缺点,设计了一种新型梭式结构止回阀。介绍了该阀的基本结构和工作原理;分析了阀内部的湍流特点和基于Reynolds平均法的湍流时均控制方程,并运用计算流体动力学软件中的不可压缩流体流动的标准k－ε模型对梭式止回阀进行了数字仿真;提出了以压力损失最小为目标,对支承架开设泄流孔、减少阀体直径突变和在阀芯增加外弧面的结构优化方案,仿真结果表明优化后压力损失减小了21％。     

预应力张拉时锚下局部应力的测试与分析

为了掌握珠江大桥局部受力情况,在17#墩的1#块纵向预应力张拉施工时,测试了锚垫板附近箱梁混凝土的应变分布,通过理论计算与实测值的比较分析表明,测试得出的最大纵向压应变为-58.96με,锚垫板侧的最大横向压应变为-139.37με,相应的压应力分别为2.06 MPa和4.88 MPa,远小于混凝土的抗压设计强度.箱梁锚固区始终处于弹性工作状态,箱梁顶板混凝土纵向应变受压,横向受拉,实测值与理论计算值得出的规律是一致的,除了最接近张拉千斤顶附近外,测试应变值与理论计算值吻合较好,在锚垫板52 cm的范围内,箱梁混凝土纵横向均受拉,受力最为不利.     

六面顶液压机铰链梁强度计算

用ANSYS建立了铰链梁的有限元网格模型,在理想情况下,即工作缸传递的载荷均匀加载于铰链梁的上台面和下台面,且不考虑实际工作缸变形对铰链梁的侧向力,对六面顶液压机铰链梁的受力进行分析计算。模型计算表明：铰链梁的最大应力出现在凸耳通孔处,最大应力值为243 MPa;铰链梁轴向最大相对位移出现在铰链梁的底部,长期工作后,铰链梁底部会沿y轴反方向发生微凸,是铰链梁凸耳和底部可能断裂的原因。     

径向荷载作用下多排圆柱壳八塑性铰变形行为研究

研究圆柱壳的径向动力变形行为,有助于构造具有高吸能率的抗爆结构.与单个圆柱壳径向受压四塑性铰变形机构相比,多排圆柱壳因受相邻两圆柱壳横向约束,其变形特征有所不同.通过对多排圆柱壳的受力分析、准静态压力实验、小药量爆炸实验和数值模拟研究,明确了径向荷载作用下多排圆柱壳的塑性变形行为,提出并确立了八塑性铰变形机构,即由四个塑性区边缘不断外移的移动铰和四个塑性区相对大小不变的固定铰组成.进一步,确定了转动区尺寸及塑性铰位置,计及应变率效应和材料硬化效应,建立了八塑性铰机构塑性铰附近的塑性弯矩表达式,为用模态法求解多排圆柱壳的大变形问题奠定了基础.     

双拱结构X型钢管相贯节点试验研究

结合曹娥江新型双拱空间钢管结构闸门工程,对3种X型相贯节点形式（无加强、肋板加强型和套管加强型）进行了静载和反复加载试验.通过分析静载试验数据发现,相对于无加强节点试件,肋板加强型节点试件极限荷载提高不是很显著,套管加强型节点试件极限荷载提高较大.两种加强措施对于节点的局部应力减小作用不大.从极限荷载和局部应力两方面比较可知,对于支管的轴向刚度大于主管的径向刚度的节点,主管管壁的加强（套管加强型）是一种较为合适的方法.通过分析反复加载试验数据也发现,3种形式节点的滞回曲线都比较丰满,节点的延性较好,反复加载和单向加载节点试件的破坏形式相近.     

汽车某外套筒裂纹失效研究

就汽车某外套筒裂纹失效进行了测试与分析研究,结果表明：裂纹产生的原因是外套筒表层存在大量的杂质元素并承受周期性的大应力。     

油膜轴承锥套的计算分析

油膜轴承是板带轧机的核心部件,锥套是油膜轴承中重要的径向承载元件之一,其键槽、壁厚的分布对承载能力、运转精度有直接影响。应用流体润滑理论、边界元法,通过对锥套关键部位进行受力分析,可对锥套结构的优化设计提供依据。     

砂轮变速磨削的稳定性

通过对外圆磨削过程稳定性的理论分析，指出砂轮与工件的接触刚度对磨削系统稳定性有显著影响。减小接触刚度可使系统的颤振增长系数减小，磨削过程动柔度的负实部增大，系统稳定性增强。试验研究表明：接触刚度随径向磨削力的减小而减小，砂轮变速磨削可以使径向磨削力减小，从而降低接触刚度，使磨削过程的稳定性提高。     

套筒灌浆搭接及对接接头高应力反复拉压试验

为比较套筒灌浆搭接及对接接头间力学性能差异,进行了41个搭接接头和20个对接接头的单拉及高应力反复拉压试验。结果表明：单拉及高应力反复拉压时,两种接头均能实现最大力下总伸长率大于6%、延性系数大于4,强度基本满足规范要求;高应力反复拉压后单拉时,两种接头承载力均有所提高,但接头初始刚度和延性下降;防偏转措施可减少搭接接头残余变形,但其约束刚度有限,搭接接头残余变形略大于对接接头,防偏转搭接接头及对接接头残余变形基本满足规范要求;高应力反复拉压后单拉时,搭接接头套筒中部截面在加载前期纵向受拉、环向受压,加载后期纵向受压、环向受拉,对接接头套筒加载过程中均为纵向受拉、环向受压;高应力反复拉压结束后单拉时,防偏转、不防偏转搭接接头套筒中部截面近钢筋侧最大纵向拉应变分别为对接接头的0.10～0.39倍、0.13～0.18倍,最大环向压应变分别为对接接头的0.09～0.49倍、0.02～0.32倍,搭接接头对套筒材性要求较低;钢筋直径相同时搭接接头材料成本较对接接头降低约35%。     

陶瓷磨削力对磨削表面残余应力的影响

主要研究陶瓷磨削力对残余应力和表面性能的影响。结果表明 :陶瓷磨削力主要是法向磨削力对残余应力的方向、作用深度、变化梯度均有较大的影响。在小切深、反复光磨的条件下 ,磨削力使残余应力的数值、变化梯度减小 ,作用深度增大。一般情况下 ,在磨削力作用下的残余压应力的作用深度随磨削条件而变化 ,一般小于 12 μm。残余压应力作用在塑性变形层内。