回转窑轮带应力和材质探索

回转窑轮带主要承受温差应力、弯曲应力和接触应力。因此,正确计算并合理控制这三种应力就可有效提高轮带的使用性能和使用寿命。如在支撑结构位置的设计、耐火材料的选用、原料选择及操作控制方面,都应考虑降低轮带内外温差的技术措施,以降低温差应力。文章详细介绍了这三种应力的计算公式;并分析了合金元素Cr,Mn,Si,Mo对铸钢组织性能的影响。最后,还介绍了回转窑轮带材质的发展及其许用应力的确定。     

自适应参数驱动的装配界面形状主动设计方法

应力分布均匀程度是衡量精密机电产品装配精度和性能稳定性的重要指标,均匀的应力分布也是当前精密机电产品装配过程所追求的目标之一。形状设计是改善装配界面接触应力分布的重要途径,针对当前基于应力分布的装配界面形状主动设计方法中初始参数取值难以确定,且相关参数对优化过程计算效率、数值计算稳定性影响较大的问题,提出了一种根据优化过程中接触应力分布均匀程度变化信息来调节优化参数的自适应参数计算方法。并以典型单螺栓连接结构为设计对象,对比了采用自适应参数设计方法与采用固定参数设计方法分别进行装配界面形状主动设计后的结果。理论分析结果表明：该方法可以很好地解决基于应力分布的装配界面形状主动设计方法中初始参数难以确定的问题,同时提高了优化效果、计算效率和优化过程中的数值计算稳定性。     

基于感压胶片测量技术的苹果静压接触应力及损伤分析

采用Prescale感压胶片测量苹果静压接触应力的分布特性,并结合图像处理技术对褐变区域进行精确测量,以明确应力面积与损伤面积之间的关系,了解苹果损伤发生的机制。结果表明,苹果果肉出现酶促褐变损伤的应力为0.29 MPa;0.20~0.40 MPa的应力分布占72%,构成苹果损伤的主要区域;苹果的损伤面积与应力均值无直接关系;应力总面积高出苹果损伤面积9%,只有≥0.10MPa应力面积最接近苹果损伤面积,用其估测损伤面积的平均误差仅为1.66%,两者之间的关系可表示为A=0.98AP≥0.10+1.95。     

森基米尔轧机轴承系统接触载荷与变形分布

建立了森基米尔轧机轧辊与轴承系统相互作用的接触与变形分析模型,采用有限元法对其进行了求解;研究分析了给定轧制工况条件下单、双辊支撑的森基米尔轧机轴承系统的接触载荷、接触应力及变形分布情况;并进一步分析了不同轧制工况条件下单辊支撑时轴承系统的接触行为变化规律。结果表明,在同等轧制工况条件下,与双辊支撑相比,单辊支撑时轴承承受更大的内部接触应力及外圈接触变形;随着轧制力的增大,单辊支撑时轴承内部应力及外圈接触变形增大较为明显。     

基于PERMAS的特大型风电圆锥滚子轴承接触行为分析

基于PERMAS先进的接触算法,对大锥角风力发电机用双列圆锥滚子轴承进行了整体模型分析和子模型分析。整体模型分析重点研究了轴向游隙对滚子载荷分布的影响,分析结果表明,随着游隙的增大,承载滚子数量逐渐减少,而最大法向接触力逐渐增大。子模型分析了不同修型滚子对其接触应力的影响,结果表明,对数曲线修型滚子在该工况下具有更好的承载能力。     

基于响应面法和蒙特卡罗法的齿轮热弹耦合接触特性研究

首先运用摩擦学、传热学和有限元法研究了齿轮的本体温度场,然后利用间接耦合法对齿轮进行了结构分析,以齿轮材料的线膨胀系数、油温、主动轮转速、主动轮功率及齿面许用接触应力为随机变量,基于响应面法得到了齿面接触强度的极限状态函数,并通过蒙特卡罗法得到了各随机变量对该极限状态函数的概率敏感性。结果表明,响应面-蒙特卡罗法有效简化了复杂结构的可靠性灵敏度分析。     

转盘轴承实验台模型的建立

为研究转盘轴承的寿命及可靠性,设计研制出转盘轴承实验台,为实现在较低计算成本、较高计算精度下对系统模型进行仿真研究,提出基于SimMechanics模块搭建实验台仿真模型。仿真模型是在有限元计算的基础上,将实验台结构简化为线性弹簧,将转盘轴承简化以进行仿真研究,并与采用经验公式、有限元模型不同方法进行对比。仿真结果表明:SimMechanics仿真模型的精度不及有限元模型,但误差在10%以内,仿真模型实现了机械系统与控制系统在同一仿真环境中搭建,并且仿真模型的计算成本远小于有限元模型。     

无扩口管路连接件应力分析

无扩口管路比目前比较成熟的扩口管路有更好的密封性、不需要保险丝、维修更方便,而且可以适合更高压力油的传输。这些使得无扩口管路成为航空管路领域的发展趋势。但是无扩口管路加工制造中存在瓶颈:导管端头的成形质量的精确控制,因影响其质量的因素太多。研究是在Pro/E中建立装配模型,并通过无缝连接导入有限元软件ANSYS Workbench中,对无扩口导管和管套的之间的接触应力和渗透位移进行了分析和求解,最后根据分析结果对无扩口导管和管道在工作压力下密封性能进行了理论上的研究和定性分析,为无扩口导管成形质量研究提供理论参考。     

变桨轴承接触应力的有限元分析

为了分析变桨轴承在极限工况下滚道及内圈齿轮的接触应力,建立了变桨轴承的有限元子模型,基于赫兹接触理论及有限元方法,利用ANSYS对变桨轴承滚道及内圈齿轮的接触应力进行了分析与研究,并将理论计算与有限元分析结果进行了对比。有限元分析的结果与接触应力的分布理论计算以及实际的工程现象都比较吻合,说明利用有限元方法分析轴承以及齿轮这种高度非线性接触问题是可行的。     

基于灰色理论的尼龙/碳钢摩擦副磨损量预测*

在传动系统中,尼龙66制零件会与碳钢零件配合传递运动和转矩,由于尼龙66硬度远远低于碳钢,所以尼龙66制零件表面极易产生磨损导致失效,因此在产品设计中必须考虑尼龙66的摩擦磨损。为有效评估尼龙66与碳钢配对运行的摩擦磨损性能,在不同载荷下进行尼龙66/45钢摩擦副的摩擦磨损试验,通过超景深显微镜观察磨损形貌及磨痕的深度,采用灰色系统理论建立磨损量预测的灰色GM（1,1）模型,建立考虑表面接触应力的磨损量预测模型。结果表明：采用灰色理论预测尼龙66/45钢的磨损量具有高精度和高可靠性,预测值和试验值的最大误差为9.26%,平均相对误差为3.60%。采用该预测模型进行尼龙零部件磨损寿命设计,无需开展大量重复性的磨损试验,能够快速为尼龙零部件的产品设计提供磨损量的参数指标。