20辊森吉米尔轧机辊系静压力学计算与分析

在对轧机辊系结构稳定性和板形控制的研究中,辊间接触参数的分布和相互关系是其研究的基础和关键。以某硅钢厂ZR22BS-42型轧机辊系为研究对象,建立20辊森吉米尔轧机辊系力学模型,并对各轧辊进行受力分析。采用MFC(Microsoft Foundation Classes)搭建程序界面,首先计算了辊系静压状态下辊间接触力、接触力方向角以及各辊合力的大小,再对其分布关系进行了具体分析。利用有限元软件进行辊间接触应力仿真计算,通过对模型的有效简化,设置12个接触对,根据静压过程的受力特性确定辊系的载荷约束。最后,对比辊间接触的应力云图,定量确定了各辊间的接触应力大小,并分析了应力变化的趋势及相互关系。实验结果有利于指导轧机的压下和辊型调整。     

高强钢弯曲凹模型面接触应力分布及演化

材料成形过程中,模具型面磨损分析的关键是获得接触应力的分布及演化特点。利用高强钢U形件弯曲模型得到模具型面接触应力解析式。通过准静态有限元仿真分析,获得了弯曲凹模圆角型面瞬态→稳态的接触应力演化趋势及单-双峰分布特征。瞬态区接触应力峰值波动剧烈呈现尖锐的双峰分布;稳态区平缓趋于直线。对比分析高强钢DP600与低强度钢DC04的接触应力峰值曲线,揭示了高强钢成形模具型面局部磨损的主要原因,并通过实例验证了其合理性,为提高模具寿命提供了途径。     

滚轮接触应力的有限元法分析

滚轮应用领域广泛,它承载力大,转动速度慢,滚轮与轨道接触变形大,接触状态复杂。通过有限元计算完成滚轮的应力应变计算,取得应力应变分布数据。对于接触而导致的有限元计算结果不收敛问题,采用赫兹公式计算验证,力学性能满足要求。     

地铁大坡度道岔制动工况下钢轨表面接触应力变化规律研究

目的 通过分析不同坡度条件下道岔钢轨在列车下坡制动作用时的力学行为,探讨了坡度对钢轨表面接触应力指标的影响情况,为铁路线路设计人员对线路坡度进行决策时提供参考.方法 针对地铁单开道岔尖轨跟端60AT轨,运用有限元方法对其进行数值模拟,建立地铁车轴与60AT轨的精细化模型,分析了制动力作用下不同坡度时钢轨表面各项应力指标,并进行了对比.结果 坡度从0％变化至3.0％时,钢轨大部分应力指标变化不大,变化幅度较大的钢轨表面纵向切应力与钢轨表面摩擦力,其变化量分别为8.40％和3.18％,均不超过10％.结论 从钢轨受力分析的层面上讲,坡度并不是控制钢轨伤损的决定性因素,为防止列车制动时钢轨表面局部应力过大,建议对该区段钢轨表面进行全长淬火处理,以提高钢轨的屈服强度.     

冲击作用下锤-土接触面应力研究——强夯冲击的动应力研究之一

强夯时锤-土接触面和地基内的应力受到众多因素影响,精确求解较为困难,可行的途径是采用近似和简化方法来估算。本文在系统总结冲击作用下已有的接触面应力计算公式的基础上,比较了不同锤-土接触面应力公式的计算结果,分析了接触面应力的影响因素和变化规律,对理论公式进行了比较。结果表明,不同接触面应力计算公式的计算结果有一定的差异,差值可达数倍至近十倍或更大。     

气缸O型圈动密封及温度场有限元分析

利用ANSYS建立FESCO气缸O型密封圈二维轴对称模型,对不同结构参数对密封圈的静态和动态密封特性进行研究,在结构分析的基础上,利用黏弹性力学和摩擦热分析机理,将热源归结为摩擦生热和机械滞后生热,进行了温度场分析。仿真结果表明:随着气体压力和预压缩率增加,接触应力和Von Mises应力增加。当施加往复运动载荷时,由于橡胶非线性将产生最大接触应力的波动,且外行程密封优于内行程。摩擦生热产生在缸筒和O型密封圈滑动区域,机械滞后导致O型圈中心区域节点温度最高。两者共同作用会产生很高的温度场,因此应该限制压缩率和相对滑动速度。     

综合工况下关节叠片联轴器的接触有限元分析

为研究叠片联轴器挠性元件的应力特性,建立叠片组的接触有限元模型,得到了综合载荷下的应力云图。利用有限元分析软件Ansys,建立叠片组的几何模型,在膜片间添加接触对,并给出了不同载荷的施加方法。分析了片数变化对叠片组应力的影响,得出从四层到九层膜片的叠片组的最大等效应力和最大接触应力的分布曲线。分别研究了在综合载荷作用下转矩、轴向位移和角向位移等单一载荷的变化对叠片组的应力影响情况,得到叠片组中每层膜片的最大等效应力和膜片间最大接触应力分布曲线。研究表明,在各种载荷作用中,角向位移的变化对叠片组应力的影响最大,且综合工况下叠片组的破坏首先发生在外侧膜片垫圈周围。有关节轴承的叠片联轴器相对于普通的叠片联轴器,有更强的角向补偿的能力,关节轴承的存在提高了叠片联轴器承受载荷的能力和叠片组的使用效率。     

弧齿锥齿轮不同载荷有限元多齿接触研究

根据弧齿锥齿轮铣齿加工的数学模型,求得弧齿锥齿轮的齿面参数,建立精确的三维模型。应用ANSYS Workbench软件分析弧齿锥齿轮多齿啮合状态下不同载荷时的接触应力变化规律,得到了较为准确的弧齿锥齿轮接触应力,为该齿轮的疲劳寿命计算提供了理论依据。     

安装工况对NiTi合金垫片螺栓法兰连接接头密封性能的影响

NiTi合金具有优异的形状记忆效应和超弹性效应,是制备新一代金属密封垫片的理想材料。采用有限元分析软件ABAQUS研究了安装工况对法兰密封连接接头密封性能的影响,并将计算结果和20#钢金属垫片作对比。结果表明:与仅考虑NiTi合金超弹性效应相比,考虑NiTi合金形状记忆效应,可使垫片接触应力提高17.4%;在介质内压、端部载荷作用下,NiTi合金垫片接触应力降低了5%,20#钢金属垫片降低了9%。说明NiTi合金作为密封垫片,在Ms温度下安装,Af温度以上使用的条件下,其密封性能要优于20#钢垫片,可有效的提高法兰螺栓连接接头的密封性能。     

双向压缩式新型封隔器密封性能研究

针对常规封隔器存在的接触应力分布不均匀、胶筒密封不实等问题,提出一种双向压缩式封隔器。该封隔器采用组合结构胶筒的形式,并采用在胶筒两侧同时对向均匀压缩的新型加载方式。采用ANSYS软件建立双向压缩封隔器胶筒有限元模型,研究分析该新型封隔器的密封性能,并与常规封隔器进行比较。结果表明:双向压缩式封隔器胶筒平均接触应力明显高于常规胶筒(高20%左右),接触区域更大,接触区域上的接触应力分布更均匀,胶筒的变形稳定,密封性能更好。