管线钢预弯弹塑性影响因素仿真分析

借助有限元软件对X80级管线钢板材预弯状态的弹塑性特征进行了仿真分析,对其影响因素进行了研究。通过建立有限元模型,采用固定变量法讨论了三种因素载荷、跨距以及下压半径对预弯变形的影响。抽取板材下边缘塑性应变、应变比重、等效应力以及跨距间下边缘轨迹线的应力应变结果,得到载荷、跨距与应变呈正比关系,曲线呈陡峭变化趋势,且载荷的影响因子大于跨距的;下压半径与应变不是纯粹反比关系,呈现出波浪式下降趋势;每一种影响因素不仅影响板材变形值,对其变形范围也有一定影响。     

机床主轴部件结构参数变化对其动态性能的影响

论述了利用激振测试及有限元计算的方法，分析研究主轴部件支承预紧力、支承跨距、端部装卡零件质量、主轴孔径诸结构参数变化时对其动态性能的影响     

考虑支承跨距的非线性转子系统动力学特性研究

根据主轴变形几何模型求得主轴前端总位移关系式,依据前端最小位移确定主轴的最佳支承跨距,进而建立了考虑支承跨距的转子轴承系统非线性动力学模型.运用数值积分方法,给出最优跨距支承下转子系统的非线性动力学响应,采用轴心轨迹、相图及Poincar6图分析了转速对系统动力学响应的影响.结果表明:当转子轴承系统在最佳支承跨距下运行...     

卧式加工中心主轴系统温度场分布测试与研究

热变形对高端数控机床加工精度影响很大,而温度场分布不均匀是造成热误差的主要因素,因此对机床主轴系统温度场进行检测与研究就显得尤为重要。运用FLIR红外热像仪测温技术,对卧式加工中心主轴系统热测试初始状态和终点时温度场分布、温升变化规律进行了测试与研究。经研究发现,被测机床热态性能优异,主轴箱体温度场分布呈现出前高、中低、后高的分布状态,主轴箱体达到热平衡状态以后温度场一致性较好。研究工作为后续卧式加工中心主轴系统温度控制以及热变形补偿提供了有效的数据支持。     

结构参数对砂轮主轴系统动态性能的影响

以某数控螺旋锥齿轮磨齿机为研究对象,建立主轴系统的有限元模型,并进行模态分析和谐响应分析,得出特定工况及不同结构参数下主轴系统的较低阶固有频率、振型以及位移的幅频响应曲线和动柔度的Nyquist曲线,进一步分析支承跨距、支承刚度等结构参数对主轴系统固有特性的影响以及对其抗振性能的影响.分析过程中,运用APDL语言将磨齿机主轴系统的关键尺寸参数化,修改预置参数中的跨距后可重新生成新模型,从而使建模和求解的效率大大提高.研究表明,支承刚度对模态影响较大,刚度增加可使第一阶固有频率较大幅度地提升,支承跨距对模态的影响相对较小.要提高该数控螺旋锥齿轮磨齿机的加工精度及加工能力,应使支承刚度达到3450 N/μm,同时将主轴系统支承跨距由原来的260 mm增大到300 mm.     

数控机床主轴最佳跨距求解与有限元分析

主轴部件是机床最重要部件之一,主轴跨距是影响机床动、静刚度的重要因素。对拟开发的某型数控车床主轴进行研究,通过对二支承非卸荷式皮带轮传动主轴进行静力分析的基础上,建立了数学模型,利用卡丹公式对主轴最佳跨距和静刚度进行求解;通过ANSYS Workbench软件对主轴部件进行了有限元分析,证明主轴最佳跨距的可行性。     

轴承预紧力和跨距对主轴动态特性的影响

基于ABAQUS采用有限元分析法分析了主轴动态特性,主要研究了轴承预紧力和支撑跨距对主轴动态特性的影响,在同时考虑轴向预紧和主轴自重对轴承刚度的影响的情况下,计算得到不同预紧力和过盈配合下组配轴承的径向刚度,拟合了固有频率随轴承预紧力和支撑跨距变化的经验公式。结果表明:轴承预紧力相比过盈量对组配轴承刚度的影响更为明显。主轴系统的固有频率随轴承预紧力的增加而增大,相同的刚度下,轴承支承跨距的增加系统固有频率随之增大。     

机械弹性车轮滚动状态稳态温度场有限元分析

通过合理假设,建立了机械弹性车轮三维模型和热平衡状态简化传热数学模型,并进行了滚动状态应力、应变分析。根据简化条件,在有限元软件中建立二维稳态温度场模型,仿真得到了滚动状态下胎体内部温度场分布。分析了车速、橡胶材料损耗因子、导热系数和车轮断面宽度对最高温度的影响。应用多元回归技术建立了滚动状态下最高温度与多因素变化回归方程,进行了F分布检验和预测案例的分析,表明所建回归方程可信度很高,可用于预测滚动状态下最高温度。     

数控车床主轴传动系统的动力学优化设计

建立了某数控车床主轴传动系统的有限元动力学模型,对主轴传动系统进行有限元分析;根据有限元分析结果,对主轴跨距变化对主轴动态性能的影响进行了动态分析,得到了主轴的最优跨距。     

刚性主轴结构参数的确定与优化设计

<正> 设计刚性主轴时,常因主轴结构参数选择不当而影响主轴刚度,从而不能满足加工精度和表面粗糙度等要求。因此合理确定结构参数及其相互间的协调关系,是极为重要的。主轴的实际工作情况比较复杂,影响因素很多。本文针对主轴的一些主要结构参数,如支承跨距、悬伸段尺寸、前后支承刚     

非均匀温度场下涡旋压缩机涡旋盘数值仿真研究

基于热应力场耦合建立了汽车涡旋压缩机涡旋盘有限元模型,涡旋齿载荷边界条件设置为流场离散,在气体压力载荷单独作用、温度场载荷单独作用以及两者耦合作用这三种情况下,对涡旋盘进行受力分析和变形分析, 讨论不同主轴转角的涡旋齿的刚度和强度,最后得到涡旋齿的变形规律和应力分布。分析结果表明:当涡旋盘压缩腔运动到排气孔位置时,涡旋盘处于变形与应力最大的状态,热变形是影响涡旋盘整体变形的主要因素。     

耦合作用下涡旋动盘形变与应力的仿真分析

运用有限元分析软件ANSYS,分析了在特定气体载荷与温度载荷耦合作用下涡旋齿的形变与应力的变化,并在气体、温度载荷变化的情况下,研究其形变的变化规律。被压缩的气体对涡旋齿产生气体力载荷,由气体被压缩、动静盘间的摩擦产生的温度载荷,会引起动盘的热变形与热应力。分析结果表明,温度载荷是影响涡旋齿变形的主要因素。由于涡旋齿头部位受到气体力最大、温度最高,耦合作用下涡旋齿最大变形发生在涡旋齿头顶部;由于主轴对轴承孔内壁的约束作用,最大应力发生在主轴承孔内壁与底盘接触的部位。     

船舶艉轴机械密封温度场与热变形分析

船舶艉轴机械密封在运转时,密封环端面温度的分布及热变形对密封的泄漏有重要的影响。为了提高机械密封的密封性,采用有限元分析方法,运用整体法和分离法对机械密封的动、静环的温度场、热变形进行分析,研究在不同主轴转速下端面温度的变化情况。分析表明:机械密封端面的最高温度出现在接触区域的中间,并向内、外两侧递减;端面摩擦热与主轴的转速有密切的关系,转速越大,产生热量越多,温度越高;密封环的导热系数也对端面温度也有影响,导热系数越高,端面最高温度会越低;端面热变形量内径处大于外径处。     

剖分式机械密封结构有限元分析

反应釜旋转轴常处于高温高压高速的环境下工作,其轴封较易损坏,需维修更换。传统的整体式机械密封结构更换困难,采用剖分式（对开式）机械密封可以较好地解决这一问题。为了证明剖分式机械密封结构的合理性和可行性,需对其受力和变形进行分析计算。针对剖分式机械密封环的应力和变形计算繁杂的问题,结合实际应用实例,采用了有限元法进行建模加载和分析,求得该密封结构的应力分布和变形量均能满足实际生产要求。     

橡胶油封摩擦生热数值模拟与实验验证*

将橡胶油封使用中涉及的材料非线性、几何非线性和接触非线性考虑到轴对称有限元模型中,采用力场-温度场耦合的方法对油封与高速旋转轴之间的摩擦生热问题进行数值模拟,并与油封工装试验结果和红外成像仪测量的温度进行比较。模拟得到的油封摩擦扭矩和唇口温度与试验结果吻合很好,表明采用力场-温度场耦合方法可以预测油封的抱轴力和摩擦扭矩,以及稳态下的摩擦生热温度场,这为类似旋转密封件摩擦生热问题的仿真分析提供一种有效途径。     

重型燃气轮机支承座热态自适应对中机理

透平端支承是重型燃气轮机轴系设计中的重要组成部分。基于流固耦合的有限元法研究切向支承座的热态自适应对中机理。运用Pro/Engineer软件分别建立切向支承、扩压器、高温燃气和冷却气体的3维模型。然后结合支承座的结构特点和流体的物性参数,通过定义流固耦合接触界面,进行计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)计算,最后将得到的固体温度场作为热载荷传递到ANSYS软件中进行结构分析,得到切向支承的热变形和热应力场,并选取支承座8个检测点的变形量进行对比。结果表明,机座在热载荷下产生的变形通过切向支承板使轴承座发生强制性旋转,从而减小了中心标高的偏离,实现了热态下的自适应对中,为今后支承座的优化设计和试验研究提供了重要参考依据。     

非对称管壳式换热器的三维有限元结构分析

为研究非对称管壳式换热器的结构受力情况，建立了其合理的三维有限元模型。先分析了结构部分的温度场，发现其各个部分存在较大的温度差，可能产生较高的温差应力；再补充其它载荷边界条件进行计算，得到结构的位移和应力。总结了结构主要部位的受力特点和规律，对其进行了强度校核，发现结果同对称换热器结构的受力有相似之处，同时还对未来的结构改进提出意见。     

导弹发射箱发射过程热流固耦合数值模拟

为研究导弹热发射过程中发射箱结构应力与变形分布规律,建立了发射箱内流场域、外流场域和结构域 1 / 4 对称模型。采用域动分层法和单向热流固耦合技术模拟导弹发射,得到发射箱内外壁的压强、温度变化。仿真结果表明:导弹发射过程中,由于高温高压燃气流的烧蚀和冲击,在发射 0.020 0 s 时刻发射箱前端加强筋处应力最大,为 7 209.10 MPa ;在发射 0.020 0 s 时刻发射箱前端处变形最大,为 27.24 mm 。该仿真验证为箱体结构优化设计与制造提供了数据支持及理论依据。     

Thermal Management Techniques for Oil-Free Turbomachinery Systems

Tests were performed to evaluate three different methods of utilizing air to provide thermal management control for compliant journal foil air bearings. The effectiveness of the methods was based on bearing bulk temperature and axial thermal gradient reductions during air delivery. The first method utilized direct impingement of air on the inner surface of a hollow test journal during operation. The second, less indirect method achieved heat removal by blowing air inside the test journal parallel to the shaft axis to simulate air flowing axially through a hollow shaft. The third method emulated the most common approach to removing heat by forcing air axially through the bearing's support structure. Internal bearing temperatures were measured with three type K thermocouples embedded in the bearing that measured general internal temperatures and axial thermal gradients. Testing was performed in a 1 atm, 260°C ambient environment with the bearing operating at 60 krpm, and supporting a load of 222 N. Air volumetric flows of 0.06, 0.11, and 0.17 m³/min at approximately 150 to 200°C were used.

The tests indicate that all three methods provide thermal management but at different levels of effectiveness. Axial cooling of the bearing support structure had a greater effect on the bulk temperature for each air flow and demonstrated that the thermal gradients could be influenced by the directionality of the air flow. Direct air impingement on the journal's inside surface provided uniform reductions in both bulk temperature and thermal gradients. Similar to the direct method, indirect journal cooling had a uniform cooling effect on both bulk temperatures and thermal gradients but was the least effective of the three methods.     

Al-Si30活塞温度场和应力场有限元分析

建立了某活塞三维有限元模型.根据稳态温度场理论,结合对流换热边界条件对ZL109和Al-Si30活塞的温度场、应力场和热变形进行了有限元分析,对比发现温度场中Al-Si30活塞和ZL109活塞最高温度值很接近,但应力场分布和热变形中Al-Si30活塞的最大和最小值均低于Zl109活塞的最大值和最小值,说明Al-Si30...