薄壁类零件车削加工的优化设计

薄壁零件在切削力作用下,容易引起变形。通过对薄壁类零件的加工分析,提出解决方法或技巧,保证薄壁类零件加工的各项技术指标达到要求。     

功能梯度形状记忆合金圆筒受扭的力学行为分析

为能简单准确地预测功能梯度形状记忆合金(functionallygradedshapememoryalloy,FG-SMA)在载荷作用下的力学行为,应用有限元软件ANSYS14.0对FG-SMA圆筒在扭矩载荷作用下的受力变形行为进行研究,提出一个适合于模拟FG-SMA力学行为的有限元建模、计算方法,得到FG-SMA圆筒在扭矩作用下的受力变形特点.数值算例显示:FG-SMA圆筒的截面最大应力显著减小,可避免材料由于应力过大而导致的破坏.此外,载荷大小、分布函数和筒壁厚度对FG-SMA圆筒截面上的应力和应变分布有着很大的影响.     

薄壁深杯形件多工艺复合旋压成形机理研究

针对传统的薄壁深杯形件成形流程长、效率低、质量控制难的问题,提出采用拉深-流动多工艺复合旋压方法实现此类零件的高效短流程精确制备。基于Abaqus有限元软件建立了SPHC热轧钢薄壁深杯形件拉深-流动多工艺复合旋压成形有限元模型,研究了深杯形件复合旋压成形时的应力应变分布及材料流动行为,揭示了复合旋压的成形机理,结合复合旋压成形试验,验证了有限元模拟的准确性。结果表明：采用多工艺复合旋压工艺可实现深杯形零件的单道次旋压成形,并可获得成形质量良好的薄壁深杯形零件。按照材料变形状况,多工艺复合旋压可分为拉深旋压阶段、流动旋压起始阶段和复合旋压稳定阶段;在流动旋压起始阶段最大等效应变随旋压的进行而急剧上升;在稳定旋压阶段最大等效应变出现在已成形区域,其变形状态为轴向与切向拉伸、径向压缩,而过渡区域为轴向拉伸、径向与切向压缩。流动旋压起始阶段,贴模区域材料向口部的轴向流动随着拉深旋压用与流动旋压用旋轮间的轴向错距量的增大而增大。在复合旋压稳定阶段,坯料与拉深旋压用旋轮接触的外侧区域受三向压应力,而内侧区域受到三向拉应力的作用,坯料与流动旋压用旋轮接触区域受三向压应力作用。为保证旋压成形质量,旋压...     

特轻薄异型件变形状态的仿真研究

基于新型组合瓶盖的结构特点和功能分析,将该组合体基本件衬垫和外体抽象为薄板和薄壁圆筒.根据虚功原理,在所划分的228个三角形元素上应用修正的拉格朗日有限元方法模拟和分析等轴施压载荷下衬垫的变形状态.按照Trasca屈服准则,探讨了组合压装时外体和衬垫的弹塑性变形,实验研究了衬垫沿径向的应力分布及不同载荷下外体和衬垫直径的变化.实验结果表明了理论分析的合理性.本研究所获得的最大许用压力在实际瓶盖生产线的设计中得到成功运用,本研究为新式组合瓶盖生产压装关键技术奠定了理论和实验基础.     

浅谈防止薄壁类零件变形的方法

本文阐述了薄壁类零件变形的原因,提出了防止薄壁类零件变形以及提高其加工质量和稳定性的工艺要求和方法。     

受内压圆筒的临界大变形载荷计算

在工程中，受内压圆筒是一种常见的结构。目前工程设计手册中圆筒应力公式与材料性质无关，应用新的大变形理论，计算了受内压圆筒在大变形条件下的临界载荷。计算结果表明，在大变形条件下，用工程设计手册中的圆筒应力公式计算，将导致很大误差。     

航空铝合金薄壁件铣削加工变形的预测模型

为预测航空铝合金薄壁件的铣削加工变形,建立三维有限元模型.通过有限元软件MSC,MARC,向有限元模型添加初始应力场、对节点施加铣削力、控制铣刀路径和对模型的网格进行自适应网格细化.使用该模型进行薄壁零件的铣削仿真.仿真结果表明:铣削之后,薄壁零件呈中间凹陷、四周翘起的盆形.同时,零件的薄壁向内部凹陷.为检验仿真结果的正确性,设计验证实验以测量加工后零件的变形.实验的结果与仿真结果相吻合,证明本文提出的有限元模型可有效预测航空铝合金薄壁件的加工变形.该有限元模型可用来选择合适的加工策略以减小航空铝合金薄壁件的加工变形.     

冲击载荷下金属薄壁圆柱壳动态响应特性研究

为探讨薄壁结构金属件在冲击载荷作用下的变形模态、受力特征等动态力学响应特性,对3种材料的薄壁圆柱壳体进行了不同速度的落锤冲击实验,获得了相同冲击条件下不同材料圆柱壳体的变形模态、吸能方式和轴向缩短率,以及冲击速度和径厚比对圆柱壳体吸能和轴向缩短率的影响规律. 研究结果表明:薄壁圆柱壳的轴向缩短率随着冲击速度增加而增加,由于应变率效应吸能能力也随着冲击速度增加而增加;薄壁圆柱壳体的轴向缩短率随着径厚比的增加而增加;动态冲击条件下的平均后屈曲载荷远大于准静态条件下的理论载荷,除了与圆筒直径、厚度以及材料特性相关外,还与冲击速度相关;通过非轴对称屈曲折皱变形来抗冲击A6060铝合金适合用于薄壁结构件.      

圆柱壳在移动热载荷下的塑性积累分析

从安定上限定理出发，用解析方法研究薄壁圆柱壳在轴对称移动温度载荷和稳定机械载荷作用下的塑性积累失效，给出了变形机构的形式、位置、尺寸和极限载荷的解析表达式。几个算例表明，理论结果和有限元结果符合较好。     

大型薄壁机匣加工工艺研究

机匣等薄壁类零件具有形状结构复杂、加工余量大、刚性低、精度要求高、加工工艺性差的特点,在其制造和使用过程中产生变形问题。本文通过从机匣的变形原因、加工方法、工艺路线等方面全面进行了分析,探索出一条有效的解决附件机匣变形的途径,对薄壁类机匣件的加工有一定的借鉴作用。     

预应力钢与高强混凝土组合梁变形性能

通过预应力钢与高强混凝土组合梁的试验研究,得到其荷载-挠度曲线,分析表明,预应力的施加使钢与高强混凝土组合梁的弹性承载力提高10%左右;考虑交接面相对滑移对预应力钢与高强混凝土组合梁变形的影响,利用弹性分析理论建立了预应力钢与高强混凝土组合梁的变形微分方程,得到了跨中集中荷载、均布荷载及对称集中荷载作用下的预应力钢与高强混凝土组合梁的变形计算公式,计算结果与试验结果吻合良好·     

复合材料球形阵列结构压入力学模型及弯曲变形协调机制

为了从结构力学角度揭示集中载荷作用下复合材料球形阵列结构的弯曲变形协调机制,建立了该结构典型局部板格的压入力学模型,采用载荷叠加法将集中载荷作用下四角点弹性支承且四边受等弯矩正交各向异性矩形板线性弯曲的中心点挠度分为2个部分:集中载荷作用下四角点弹性支承且四边自由的板的挠度,以及四边受等弯矩的板的挠度.前者可进一步分解为集中载荷作用下四角点弹性支承刚性板的挠度和集中载荷作用下四角点刚性支承线弹性板的挠度,后者可进一步分解为左右边简支上下边受相同弯矩的板的挠度以及上下边简支左右边受相同弯矩的板的挠度.将相同厚度的板在不同载荷情况下的挠度计算结果与有限元分析结果进行比较,进一步开展了试验验证,验证了解析解的正确性.      

预制地下综合管廊地震响应有限元分析

为揭示预制综合管廊在地震荷载工况下的薄弱部位及其受力、变形情况,本文以自卡式全预制地下连续墙综合管廊为研究对象,进行了地震响应三维有限元分析。结果表明：地震作用下,结构位移主要受土体影响,结构边角点动力响应强烈,顶板、底板动力响应强于侧墙;结构位移从下往上呈递增趋势,应力集中于边角、接头,凸墙纵筋受力明显,两侧墙纵筋轴力呈反对称趋势;加速度传播受介质影响,结构中加速度放大系数低于土体。     

基于应变梯度理论的纳米悬臂梁的大位移分析

以Aifantis发展的应变梯度理论为基础,探讨微纳米尺度下线弹性悬臂梁受集中载荷作用下的大变形问题。基于Euler-Bernoulli梁理论,考虑应变梯度的影响,建立悬臂梁发生大变形时的弹性微分方程,并给出相应的边界条件。通过打靶法并借助于Math CAD软件,求得考虑应变梯度时悬臂梁在自由端集中载荷作用下的挠度数值解。结果表明,在微纳米尺度下应变梯度对悬臂梁的变形有较大影响,弹性变形梯度系数对梁发生大变形比发生小变形时的影响更明显,且弹性梯度系数对于梁的变形有抑制作用。     

不同荷载形式对箱梁剪力滞的影响

剪切变形使得箱梁的翼板中出现应力不均匀现象。本文以最小势能原理为基础,建立薄壁箱梁翘曲剪力滞的控制微分方程,推导并讨论了集中荷载、均布荷载对简支单箱单室箱梁剪力滞的影响。总结出考虑剪力滞效应后弯曲法向应力的变化规律,对集中、均布荷载作用下的影响进行分析并得出了一些结论。     

劲性钢筋轻骨料混凝土梁正截面受弯数值模拟

为研究劲性钢筋轻骨料混凝土构件的抗裂性能,采用跨中集中荷载的加载方式,通过数值模拟,分析劲性钢筋轻骨料混凝土梁受弯构件变形与荷载的关系。模拟结果表明:劲性钢筋轻骨料混凝土梁刚度较大,但破坏时挠度很大,有很好的延性。当受压区混凝土压碎破坏时,试验梁仍具有很大的承压能力。随着跨中荷载的增大,梁的位移变形也随之增多。跨中荷载增加到40 t时,梁的位移变形开始大幅度增大,导致混凝土开裂。混凝土开裂后,试件截面刚度退化,裂缝宽度增幅显著,裂缝宽度逐渐加宽。试件梁开裂后,裂缝宽度随荷载变化的增长趋于稳定,抗裂性能较好。模拟结果与试验值相符。     

周期荷载作用下冻融裂隙砂岩变形破坏机理

为研究裂隙岩体在冻融与周期荷载作用下的变形破坏机理,采用宏观周期荷载试验与细观核磁共振试验以及颗粒流数值模拟相结合的方法,对不同冻融循环次数作用下裂隙砂岩的宏细观破坏机理进行研究。结果表明：冻融次数的增加使裂隙砂岩强度降低,破坏时扩容现象加剧,细观尺度上表现出孔隙尺寸及数量增加;冻融及周期荷载耦合作用使裂隙砂岩破坏裂纹发展多且复杂,破坏程度更严重,细观表现为T2谱峰总面积变化率增幅更加显著、大尺度孔隙占比增加;周期荷载作用下裂隙砂岩的变形曲线趋势可作为判断疲劳强度门槛值范围的依据,获取变形预警值;颗粒流模拟结果说明,周期荷载作用下裂隙砂岩的新的裂纹在预制裂隙尖端处集中萌生并以翼裂纹为主要扩展模式,围压作用下裂隙砂岩的破坏模式更趋向于剪切张拉复合型破坏。研究结果可为寒区裂隙岩体边坡稳定性评价及灾害防治提供参考。     

船用齿轮箱刚度分析与实验

基于船用齿轮箱相关技术条件,考虑轴、轴承、箱体等变形及传动过程中的相互影响,提出以联轴器跳动值作为船用齿轮箱刚度评价的新方法。采用有限元法建立船用齿轮箱的刚度分析耦合模型,得到箱体与轴变形、轴承与轴承座刚度等参数,计算出齿轮箱联轴器跳动值;结合理论分析设计刚度测试实验,根据实验结果与理论分析相对比,误差在11%以内,且满足技术要求,说明以联轴器跳动值作为船用齿轮箱刚度评价的新方法是有效的。     

腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的试验研究(Ⅲ)

本文为腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的试验研究的第三部分，在试验结果的基础上，对腹部开设圆孔钢筋混凝土梁的变形性能及开裂情况作了进一步分析。分析结果表明，普通钢筋混凝土梁腹部开设圆孔后，会不同程度地出现变形增大，开裂提前，裂缝变宽等问题。     

拱的横向稳定性研究

对工程中广泛应用的薄壁箱形截面抛物线拱在均布荷栽和集中荷栽组合作用下的横向稳定性进行了研究，研究表明，集中荷栽移动至拱项处时，较其他位置具有较小的临界值，而其对应的失稳模态差别并不显著。