高速滚动轴承接触应力与变形分析

针对高速轴承中现存的失效问题,采用有限元方法,利用ANSYS Workbench软件,建立高速滚动轴承三维分析模型。在合理的边界条件下,对模型中各个滚动体与轴承内、外圈接触应力和变形进行数值计算,从而得到各个滚动体与轴承内、外圈的接触应力及变形量,以及3号滚动体与1号滚动体的对比图,得出了相同增量下各个滚动体的接触应力和接触变形的变化情况。同一力下不同滚动体的接触面积变化情况。计算结果与赫兹理论解接近一致,表明建立的模型及边界条件合理,准确。求解得到的各个滚动体的接触应力和变形为滚动轴承的失效形式分析与设计提供理论依据。

滚动轴承参数化建模及接触强度分析

采用Visual C++与ANSYS有限元软件的参数化建模与分析功能相结合,创建了滚动轴承的参数化建模及有限元接触强度分析平台。该平台通过输入深沟球轴承、圆柱滚子轴承等系列滚动轴承的关键参数,就自动生成滚动轴承整体的有限元网格模型、边界条件及接触对,最后通过直接调用ANSYS相关模块进行有限元接触强度计算。通过对比分析6208深沟球轴承的赫兹接触强度计算结果与该平台的有限元接触强度计算结果,验证了该平台的有效性,为更深入地研究滚动轴承提供了快捷方便的数值分析平台。

基于SPH的风沙运动的数值模拟

运用光滑粒子流体动力学(smoothed particles hydrodynamics,SPH)方法对沙粒和气流的相互耦合运动特性进行了分析,研究提出了风沙流的SPH数值方法并进行了数值模拟.首先提出了风沙流的SPH建模方法和基本理论,建立了风沙流动的SPH数值模拟平台.其次通过建立风沙流的SPH模型并施加边界条件,对自然风作用下沙粒的运动情况进行了数值模拟,详细分析了沙粒运动轨迹及特性,最后通过与相关研究成果对比分析,验证了完善后的SPH方法有效性.通过考虑气流场的可变性,在风沙流SPH计算模型中引入了加载(起风)和卸载(停风)方式,观察并对比分析了沙粒的运动轨迹和特性.为进一步研究风沙流的实时动态非线性行为提供了SPH理论基础和数值分析方法.

S型焊接金属波纹管疲劳寿命的有限元分析

应用ANSYS Workbench(AWE)软件的Fatigue Tool工具箱和S-N曲线,分别用Goodman直线模型、Gerber抛物线模型、Soderberg直线模型和S-N直线模型的平均应力修正法,对S型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证:有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。

弹流润滑条件下的深沟球轴承径向刚度及油膜厚度分析

针对传统深沟球轴承弹流润滑条件下轴承径向刚度计算未考虑油膜润滑影响的问题,建立了深沟球轴承综合径向刚度的数学计算模型,基于C++编写计算轴承综合径向刚度和油膜厚度的程序,并分析了轴承径向载荷、转速及润滑油黏度对轴承综合径向刚度及套圈沟道与钢球的中心油膜厚度的影响。结果表明:随径向载荷的增大,综合径向刚度增大,中心油膜厚度减小;随润滑油黏度及轴承转速的增大,轴承综合径向刚度减小,中心油膜厚度增大。

S型机械密封波纹管膜片组的计算刚度的研究

以DN100的S型波纹管膜片波形为研究背景,首先建立了由（5～25）组膜片组成的波纹管模型并进行了有限元分析,然后提取数值计算数据中的相关位移量和载荷条件详细分析了波纹管刚度与膜片组数之间的变化关系,最后用最小二乘法拟合建立了S型波纹管膜片的刚度计算公式.此外,另选DN55波纹管,用S型波纹管刚度计算公式法和有限元分析方法分别进行了刚度计算,通过对比分析计算结果,验证了提出的S型波纹管膜片的刚度计算公式的有效性,为波纹管刚度和强度设计提供了简化计算公式.

管道有限元网格生成方法研究

利用波的传播理论,提出一种快速六面体单元网格生成方法,通过对规则六面体网格模型分区进行坐标变换就可以得到复杂的网格模型。实例表明,该方法实用性强,快速生成的复杂管道六面体网格质量较高。

滚动轴承参数化建模与数值分析系统的研发

滚动轴承是广泛应用的机械支承零件,滚动轴承的日益多样化及其结构、尺寸、公差等为设计者建模时带来大量繁重的工作。为了提高滚动轴承的设计效率,运用Visual C++与ANSYS软件的APDL技术,开发独立软件分析系统。系统通过外部操作有限元分析软件ANSYS批处理模式,完整实现了滚动轴承的参数化建模、设置材料属性、施加边界条件与分析的全过程,能极大地提高滚动轴承的设计效率与质量。文中简述系统基本架构设计、系统的基本功能、系统功能实现。并针对型号为B7008的轴承为例,验证系统的可行性与可靠性。

旋转对称支承板机座多目标驱动尺寸优化及动态分析

建立了旋转对称支承板(RSS)机座的有限元模型,利用Ansys Workbench进行了多目标驱动尺寸优化,分析了RSS机座支承刚度影响最敏感的支承板相关参数和尺寸。通过改变该尺寸的参数,进行了RSS机座结构优化。然后对优化后结构再建立有限元模型,考虑有无预紧力的条件下进行了模态分析和动力响应分析。结果表明,优化后的支承板的各阶模态固有频率都得到提高并避开了工作频率,改善了RSS机座的结构的动力稳定性,为大型动力装备机座设计和轴系稳定性设计提供了参考依据。

燃气轮机转子系统支承刚度阻尼匹配的研究

针对燃气轮机支承座的设计目的,使得转子振幅尽量降低,以现有的转子系统动力学方程模型下,在三维坐标系中建立出支承刚度、阻尼和转子质点无量刚振幅的曲面关系。通过软件开发与计算,得到刚度-阻尼平面的一个区域内,多个不同的偏心率下最大振幅云图以及所产生振幅的转速云图。根据这些云图总结出转子系统在启动或停止时,偏心率的不同使可能造成事故的刚度、阻尼匹配点分布的变化规律,引入了极大振幅线的概念,并从中讨论了高速转子启动和停止时支承参数适合选择的位置。结果表明支承参数的选取在稳定情况下使转子处于最小振幅时反而是不安全的,应当在低偏心率变化下,极大振幅线快速划过的区域选取刚度-阻尼点。

燃气轮机轴系的振动特性数值分析

针对非常复杂的燃气轮机轴系的振动控制,全局建模振动分析难度很大,因此把问题分别简化成对对称滑动轴承的Jefcot转子进行分析。采用用虚拟振幅法、跟踪固定点轨迹法和穷举法,通过固定支撑质量,改变转子质量,分析了不同质量比对轴系振动规律特性的影响,得出了最佳刚度、阻尼和最大振幅比与偏心率的变化关系。结果表明:在其它参数固定的情况下偏心率在小于0.378时刚度、阻尼和振幅比值稳定;在偏心率一定的情况下,随着支撑和转子质量比值的增大,最佳刚度、阻尼和振幅比值也随着增大。这于工程实际中的轴系稳定性具有参考价值。

塔克拉玛干沙漠西北边缘植被特征与生态保护策略

塔克拉玛干沙漠西北地区属于暖温带干旱荒漠气候 ,植物区系包括中亚成分、古地中海成分等 ,分布着荒漠生态系统、自然绿洲生态系统和自然水域生态系统 ,在过境河流两岸分布着草垫带 -森林带 -固定沙包带 -流沙带 ,植被类型有草甸植被、森林植被、灌木植被、沙生植被和盐生植被。水分状况是导致区域植被变化的主要因素 ,人类活动也在影响植物群落演替变迁。本文通过实地调查 ,分析了区域生态系统、植被群落类型及其结构特征和植被动态演替 ,分析了各种植被类型的生态与生产功能。并对合理利用水资源、保护绿洲、荒漠过渡带植被、优化荒漠边缘带生态系统、促进绿洲可持续发展提出对策建议。

槽式太阳能桁架支撑结构参数化建模与数值分析

采用ANSYS有限元软件与Visual C++可视化编程系统相结合的方式,借助参数化建模与数值分析功能,创建桁架支撑结构槽式太阳能的参数化模型及有限元分析平台。在该平台输入关键参数,自动生成桁架支撑结构槽式太阳能整体的有限元模型和边界条件,最后通过调用ANSYS相关模块进行静力、模态等分析。通过简化该类型槽式太阳能支撑结构的建模过程,为更深入地研究桁架支撑结构槽式太阳能提供了快捷方便的数值分析平台。

塔克拉玛干沙漠西北边缘的风沙环境与沙漠演变

在实地考察和遥感判读的基础上 ,本文分析了塔克拉玛干沙漠西北边缘风沙地貌发育的自然地理条件 ,探讨了区域风沙地貌类型及其分布规律 ,以及风沙活动特征与沙丘移动规律、风沙地貌的发育与演变过程。本区主要发育新月形沙丘及复合新月形沙丘链、复合型纵向沙垄、鱼鳞状沙丘群 ,沙丘的形态组合与分布规律、发育过程和运动状态受区域风向变化和自然地理条件的综合影响。研究区风沙主要来源于各大河流搬运的沉积物 ,在干燥气候条件下由风力吹扬、搬运再堆积“就地起沙”形成现代风沙地貌。综合分析各种地质记录表明 ,本区域沙漠是中更新世以来形成的 。

论光滑粒子流体动力学(SPH)方法

“光滑粒子流体动力学(SPH-SmoothedParticleHydrodynamics)”是近20多年来发展起来的一种新的纯Lagrange方法.SPH是一种质点方法,有点类似质点网格法,但根本的不同点在于SPH方法中计算空间导数时不需要使用任何网格,而被插值公式中的解析微分式子所替代,从而避免了高维拉氏差分网格法中网格缠结和扭曲等最令人头痛的问题.这种方法另一个突出的优点是表现在对缺乏对称性和内含真空的三维系统的计算特别有效.因为利用网格建立的所有传统的差分方法,随着网格数目的增加,到了三维情形变得难以招架,真空区域的网格剖分造成内存储量的大量浪费又实在令人可惜,而SPH恰能克服上述的缺点.本论文重点介绍了该方法的理论基础和SPH执行过程等有关问题.

单盘柔性转子振动特性试验研究

采用INV1612型多功能柔性单盘转子实验台进行了大量实验,通过分别改变转子负重盘的位置和润滑油膜的性质,以及在负重盘上安装不同质量的钉子造成转子的不同的偏心质量,研究转子结构和工作环境发生改变时对临界转速及最大振幅的影响。

TTC桁架结构参数化建模与数值分析软件研发

槽式太阳能TTC桁架结构进行数值建模和有限元分析时存在许多问题,比如耗时长、工作量大、操作技术水平要求高以及模型参数繁多不易更改等。为了解决这些问题,采用ANSYS二次开发工具APDL对TTC桁架结构进行参数化建模,并结合Visual C++语言对其进行编程,创建人性化的参数化建模与数值分析软件系统。系统提取了模型中的主要结构参数作为主参数,并与其它次要参数建立了相应的算法关系。同时建立了对模型的基本参数、边界条件、载荷以及网格尺寸大小等进行控制的方法和算法。实现了在多工况条件下对复杂工作环境的快速简便的有限元建模和数值模拟,大大减少了模型建模时的工作量,提高了数值建模计算工作效率。

旋转对称支承板机座参数化设计与结构优化

对旋转对称支承板机座的支承板进行了参数化建模,并建立了旋转对称支承板机座支承板的优化设计模型。利用ANSYS对机座支承板进行了尺寸优化分析,通过支承板相关尺寸的优化分析得到了影响机座刚度最敏感的部分是支承板宽度,同时通过改变支承板宽度尺寸得到了支承板宽度与机座径向刚度的变化关系。

基于ANSYS的槽式太阳能桁架支撑结构数值分析

利用ANSYS有限元软件建立模型,根据桁架式聚光器的实际工况进行结构静力学仿真分析,并对该模型进行模态分析研究,得出影响聚光器结构和工作性能的共振频率值.同时应用ANSYS优化模块对桁架杆的尺寸进行优化,在满足设计要求的范围内,使桁架式支撑结构的重量达到最优值,既能实现产品正常性能,又能降低企业生产成本.

基于有限元网格重合法的宏观-细观多尺度细粒化研究

主要针对有限元网格重合法的基本原理进行分析、推导了整体到局部区域里的有限元重合网格法的数学模型,以戴圆孔板的应力集中问题为例进行探讨了有限元重合网格法的计算精度和应用价值并与一般的有限元法进行了对比分析.结果表明,有限元重合网格法对工程中的多尺度分析问题有一定的应用价值.