渐开线花键冷搓成形非线性有限元分析

讨论了渐开线花键冷搓成形过程中的几何非线性、状态非线性、材料非线性及工件与刀具的接触摩擦因素,借助于有限元软件ANSYS对渐开线花键冷搓成形过程进行了成功的数值模拟,其应用将有助于花键冷搓成形新理论与相关新工艺进一步完善与发展.     

Al2O3颗粒对丁腈橡胶/316L不锈钢配副摩擦磨损行为的影响

目的：研究弹性体/金属配副在硬质颗粒环境下的摩擦磨损行为,分析有无颗粒及颗粒尺寸大小对摩擦学特性的影响,为橡塑密封设计提供参考。创新点：基于橡胶O型圈常见失效机制,模拟橡胶密封圈在颗粒介入时的摩擦磨损行为,探讨硬质颗粒及其颗粒尺寸对橡胶/金属摩擦配副的影响。方法：1.采用球/平面接触方式,开展丁腈橡胶/金属（316L）配副在Al2O3颗粒环境下的摩擦磨损行为,通过考察摩擦系数时变曲线、摩擦副磨损形貌及其损伤机制等特性,揭示 Al2O3颗粒对丁腈橡胶/316L不锈钢配副摩擦磨损行为的影响。结论：1. Al2O3颗粒进入橡胶/金属摩擦配副明显降低摩擦系数、硬质颗粒的犁削作用,加剧金属偶件的磨损;2.大尺寸的Al2O3颗粒能嵌入橡胶基体并加速橡胶的磨损,对金属有微切屑作用;然而随着颗粒尺寸的减小,颗粒反而减缓橡胶的磨损;3.在有无颗粒和不同颗粒尺寸的情况下,橡胶和金属均表现出不同的损伤机制。     

Al2O3颗粒对丁腈橡胶/316L不锈钢配副摩擦磨损行为的影响（英文）

目的:研究弹性体/金属配副在硬质颗粒环境下的摩擦磨损行为,分析有无颗粒及颗粒尺寸大小对摩擦学特性的影响,为橡塑密封设计提供参考。创新点:基于橡胶O型圈常见失效机制,模拟橡胶密封圈在颗粒介入时的摩擦磨损行为,探讨硬质颗粒及其颗粒尺寸对橡胶/金属摩擦配副的影响。方法:1.采用球/平面接触方式,开展丁腈橡胶/金属(316L)配副在Al2O3颗粒环境下的摩擦磨损行为,通过考察摩擦系数时变曲线、摩擦副磨损形貌及其损伤机制等特性,揭示Al2O3颗粒对丁腈橡胶/316L不锈钢配副摩擦磨损行为的影响。结论:1.Al2O3颗粒进入橡胶/金属摩擦配副明显降低摩擦系数、硬质颗粒的犁削作用,加剧金属偶件的磨损;2.大尺寸的Al2O3颗粒能嵌入橡胶基体并加速橡胶的磨损,对金属有微切屑作用;然而随着颗粒尺寸的减小,颗粒反而减缓橡胶的磨损;3.在有无颗粒和不同颗粒尺寸的情况下,橡胶和金属均表现出不同的损伤机制。     

缆索清障类机器人橡胶履带的优化设计及模拟

设计了一种耐低温可拆卸橡胶履带结构,针对缆索清障类机器人橡胶履带与钢缆的接触面进行了有限元分析,并根据结果对橡胶履带的结构进行了改进,分析结果可为今后生产实践中清障机器人的橡胶履带设计提供依据。     

管状橡胶支座轴向刚度的非线性有限元分析

针对橡胶的大变形特点,对工程中常用的管状橡胶支座进行非线性有限元分析,得出支座受轴向拉伸时的刚度与应变大小和支座尺寸的关系。此外,利用方程回归工具得到轴向刚度的近似计算模型。     

车削圆弧沟槽特形面刀具机构设计

在机械加工的生产实践中,作者通过多种尝试,总结出一种加工圆弧沟槽特形面的方法,并设计出了一种切实可行的刀具机构,大大提高了在普通车床上加工圆弧沟槽特形面的效率与质量,是一种行之有效的加工方法和技巧。     

用有限元仿真法研究电机沟槽内磁场分布

采用ANSYS有限元分析软件对电机沟槽内磁场进行有限元分析,在三维磁场分析中,当存在非均匀介质时,针对理论上用基于节点的连续矢量位进行有限元计算所得的解为不精确解,采用棱边单元法来消除这些理论上所存在的缺陷。在建立有限元模型并加载边界条件和载荷后,进行仿真计算,求出电机沟槽分别在确定电流、交流电流激励作用下的磁场、储能、焦耳热损耗和受力等,使电机沟槽内磁场分布的计算变得精确高效。     

外包钢-混凝土组合梁正截面极限抗弯承载力的试验研究

基于外包钢混凝土组合梁的试验研究和塑性理论,按照钢梁和混凝土塑性中和轴相对位置的不同,分别推导了完全剪切连接和部分剪切连接的外包钢混凝土组合梁的正截面极限抗弯承载力的计算公式,并对外包钢混凝土组合梁进行了非线性有限元分析,分析中重点考虑了材料非线性和接触非线性.8根完全剪切连接和3根部分剪切连接试件的正截面极限抗弯承载力的计算结果及有限元分析结果与试验结果吻合良好.     

基于接触非线性仿真模拟的CFRP加固RC梁受弯性能研究

采用试验研究和理论分析相结合的方法,对外贴碳纤维布加固的钢筋混凝土受弯梁进行了分析和研究。在介绍钢筋混凝土加固非线性有限元分析理论基础上,选择合适的材料单元(其中混凝土选用SOLID65单元,钢筋选用LINK8单元,接触单元选用TARGE170和CONTA174,碳纤维布选用SHELL41单元),设定正确的模拟参数,建立合理的非线性有限元梁模型。通过对比研究发现,有限元分析结果与试验结果吻合较好,并从弹塑性理论和有限元理论两个角度详细科学的描述了两者之间产生差异的原因。     

水平受荷单桩三维有限元模型参数分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了水平受荷单桩非线性三维有限元模型,经过试算,对模型参数(土体单元,桩-土界面接触形式,接触单元的刚度,土体模型的边界尺寸)的选取进行了分析,得到一些结论。这些结论对数值方法在桩-土相互作用分析中的应用具有一定的参考价值。     

Explicit finite element analysis and experimental verification of a sliding lead rubber bearing

Based on the explicit finite element (FE) software ANSYS/LS-DYNA, the FE model for a sliding lead rubber bearing (SLRB) is developed. The design parameters of the laminated steel, including thickness, density, and Young’s modulus, are modified to greatly enlarge the time step size of the model. Three types of contact relations in ANSYS/LS-DYNA are employed to analyze all the contact relations existing in the bearing. Then numerical simulations of the compression tests and a series of correlation tests on compression-shear properties for the bearing are conducted, and the numerical results are further verified by experimental and theoretical ones. Results show that the developed FE model is capable of reproducing the vertical stiffness and the particular hysteresis behavior of the bearing. The shear stresses of the intermediate rubber layer obtained from the numerical simulation agree well with the theoretical results. Moreover, it is observed from the numerical simulation that the lead cylinder undergoes plastic deformation even if no additional lateral load is applied, and an extremely large plastic deformation when a shear displacement of 115 mm is applied. Furthermore, compared with the implicit analysis, the computational cost of the explicit analysis is much more acceptable. Therefore, it can be concluded that the proposed modeling method for the SLRB is accurate and practical.     

筋条部分开裂复合材料加筋板后屈曲性态的有限元分析

采用参考面单元技术并引入虚拟杆单元,建立筋条局部脱胶开裂复合材料梁／板结构后屈曲分析的有限元简化模型。着重研究不同开裂尺寸和位SLM置对复合材料层合加筋板后屈曲承载能力的影响。计算表明：开裂位置相同,开裂尺寸增加会导致后屈曲承载能力降低;开裂尺寸相同,随着其位置由筋条中心向端部移动,加筋板的后屈曲承载能力逐渐上升;值得注意的是,筋条端部开裂使加筋板的后屈曲承栽能力显著降低,其影响远大于筋条中心位置开裂。     

有限元法在拱坝变形稳定计算中的应用

以乌江枸皮滩水电站高拱坝为实例,把坝基与拱座岩体中地质缺陷作为研究对象,根据拱坝应力影响范围内的地质缺陷分布情况,通过非线性有限元法计算地质缺陷对大坝变形影响程度.     

Application of gap element to nonlinear mechanics analysis of drillstring

This paper presents a nonlinear finite element method to resolve the problem of the nonlinear contact between the drillstring and hole wall by using a Multi-directional Contact Gap Element (MOGE) contacting at appropriate positions in each beam element. The method was successfully applied to the Daqing Oil Field GP1 well. It was shown that the drillstring’s contact resistance at any well depth could be obtained by calculations and that as the error in the calculation of the hole top load is below 10%, the calculation result can provide theoretical basis for the design and operation of drillstrings. Project (95-108-04-02) supported by The Ninth-Five-Years Important Science and Technology Plan of China     

压弯构件的弹塑性分析

在很多弹塑性问题分析中需要随应力状态的变化,不断调整单元刚度矩阵中的有关元素。对于压弯构件,当截面出现塑性时,弹性时期的单元刚度矩阵已经不再适用,即轴力弯距出现耦合现象,需要重新计算本阶段的单元刚度矩阵。可基于截面刚度矩阵以及现有的位移模式推导出弹塑性阶段的单元刚度矩阵。     

基于有限元的金属塑性变形过程分析

金属塑性变形过程中的应力-应变关系是结构非线性问题,其对塑性成形制件的质量有很大影响.本文借助于有限元塑性变形分析理论和有限元分析软件ANSYS,直观地解决了金属塑性变形过程中的应力—应变问题,为实际生产过程提供了理论依据.     

Contact analysis and load distribution of double-envelop hourglass worm gearing affected by errors and load

1. Introduction The double-envelop hourglass worm gearing is characterized by multi-tooth line contact and good lubrication condition. It has high load-carrying capacity and is often built in heavy-duty machines. Like other line-contact gear drive, it is sensitive to manufacturing errors, misalignment errors and load-dependent deformations, which cause the tooth end contact and large transmission errors [1]. The classic theory for meshing analysis of a gear drive overlooks diverse errors and l…     

基于ANSYS的某轻型车车架纵梁优化设计

针对某型车架满载时车身产生严重弯曲变形的问题,在有限元法的基础上,利用ANSYS软件建立车架三维有限元分析模型,并进行变形和应力计算机仿真分析,结合变形实验,得到车架变形及应力变化规律,找出了车架产生严重弯曲变形的原因,并对大梁截面尺寸进行优化,提出优化改进方案。     

刮研对结合面刚度特性影响研究

为了研究刮研对结合面刚度的微观特性,使用 LI-3 型表面形貌测量仪实测得到刮研表面的真实三维微观形貌,针对收集的微观表面形貌数据,运用逆向建模方法生成真实可靠的表面实体模型。采用有限元法进行静力学接触仿真分析,得到接触力、接触变形与接触刚度关系折线图,最终得出真实微表面之间的微弹性和弹性接触特性。仿真分析结果证明,刮研表面比磨削表面具有更好的接触应力和接触刚度,能够为深入开展结合面微观作用机理研究提供理论依据。