套管吊卡主体关键尺寸灵敏度分析与优化

吊卡主体是套管提升系统的关键性零件,安全性能要求极高。为了提高吊卡主体的安全性能,对其结构关键尺寸进行灵敏度分析,通过变尺寸法调整吊卡主体关键尺寸。分析结果表明:当吊耳截面横向厚度为81mm,吊耳截面半径为R67mm时,吊卡主体的最大弯曲应力比优化前改善了9.7%。其结果有助于吊卡适应更为苛刻的工况条件,能减少事故的发生,为进一步的改进设计提供了依据。

点铁成金——纳米让金属更耐磨

纳米材料能够赋予产品以奇特而优异的性能。但因目前科技发展水平和生产成本的制约,完全以纳米材料替代常用的传统材料还不现实。为满足新型金属耐磨材料的发展和应用需求,简便可行且成本低廉的金属耐磨材料纳米改性技术就显示出了独特优势和重要性。本文简要介绍了最近十几年来我们课题组在金属耐磨材料纳米改性研究与应用方面的有关进展,试图说明材料纳米改性科学技术的支撑作用和利用材料纳米改性科学技术优势进行产品创新的重要性,采用纳米改性技术可以在纳米尺度上控制材料的局部、表面或整体,使材料的性能潜力得到更有效地发挥,可以显著提高装备制造业产品或零部件的使用性能、寿命和可靠性。

气动旋扣钳滚轮轴的模态分析

随着气动旋扣钳转速的提高,产生振动问题也越来越严重,为优化旋扣钳的动力学性能,对其滚轮轴进行模态分析。首先对滚轮轴进行简化,得出其振动力学模型,通过理论法计算出滚轮轴的第一阶固有频率,然后使用Ansys软件对滚轮轴进行模态分析,获取了滚轮轴结构的固有频率及振型。结果表明:理论计算和软件计算误差为2.8%,证明有限元软件对滚轮轴模态计算的准确性,其结果可以为旋扣钳动力学性能的优化提供了依据。

主颚板机械强度理论计算与有限元分析研究

为了确保液压动力钳的上扣质量,针对液压动力钳主颚板的结构特点以及受力情况,利用确定结构危险截面的方法,推导出了主颚板机械强度的理论计算公式,并通过实例应用,分别采用理论计算公式与有限元分析方法进行计算,二者误差仅为3.1%,验证了理论计算公式的正确性。同时针对主颚板存在的应力集中现象,利用有限元法对不同大小的过渡圆角半径进行分析比较,发现最佳过渡圆角半径为R3mm,此时主鄂板的最大应力降低了10%,应力集中现象得以改善。

M21/T800复合材料层压板挤压性能研究

采用ASTM D 5961标准试验方法对M21/T800复合材料挤压性能进行研究。对不同层压板厚度、不同环境以及不同紧固件类型下的层压板挤压试验结果进行了比较,对层压板挤压强度和破坏模式进行了总结。结果表明,由于层压板的厚度和孔形式不同,单钉单搭接的极限挤压强度在433.6～856 MPa间,即最低值和最高值分别为433.6 MPa和856 MPa,差值接近一倍;M21/T800复合材料的挤压强度受环境影响不大;常温和湿热环境挤压强度相当;板厚较小的层压板挤压强度受钉类型的影响比较大,最大挤压强度差值为174.01 MPa。

基于拉应力寿命模型的Si_3N_4陶瓷球寿命预测

利用新型三点接触式疲劳试验机对3组共60粒Si3N4陶瓷球进行完全疲劳寿命试验,并将最大似然估计法处理试验数据得到的结果与拉应力寿命模型预测的结果进行比对,结果表明,两者的误差小于5%,用该模型预测Si3N4陶瓷球的疲劳寿命可显著减少试验时间,降低成本。

复合材料主起落架整流罩结构设计要求及方法

民用飞机主起落架整流罩多采用复合材料结构进行设计,提出了适用于民机的主起落架整流罩结构设计的要求及方法,介绍了通常采用的技术方案,包括结构形式、结构组成、连接方式等。要保证设计方法具有一定的先进性,技术方案成熟可行,就要考虑其功能、承载、耐久性等结构设计要求,同时因其内部结构经常处于恶劣的环境中,所以要兼顾其结构保护以及维修性设计,即具有很好的抗冲击性和防潮湿性能。

M21/T800复合材料层压板拉脱性能研究

通过对M21/T800复合材料层压板进行拉脱试验,对其拉脱性能进行研究。比较了不同层压板厚度、不同环境以及不同紧固件类型(共10种构型)下的层压板拉脱试验结果,总结了对层压板的拉脱强度和破坏模式。研究表明,M21/T800复合材料在湿热环境下的拉脱强度低于常温环境,湿热环境下拉脱强度降低约4%～23%,对板厚的变化比较敏感,对钉类型的选型影响不大。

T300级复合材料在飞机尾翼结构上的应用与研究

民用飞机设计最看重安全性,其次是经济性,我国吸取国外民用飞机成功应用复合材料的经验,在某型民用支线飞机尾翼结构中大量采用复合材料。本文从安全性、经济性、适航、工艺性等方面研究了T300级纤维增韧复合材料在该型民用支线飞机尾翼结构上的应用情况,为后续该复合材料在民用飞机上的应用提供了参考。

一种飞机尾翼前缘除冰套安装方式

某型飞机平尾前缘除冰系统采用气动机械式除冰方式,在平尾前缘的防护区域敷设除冰套。平尾前缘采用双层金属蒙皮和玻璃纤维复合材料层压板密肋结构形式。通过某型机平尾前缘除冰套安装方式的改进和平尾前缘结构布置的确定,介绍了一种新型的机尾翼除冰套安装方式,平尾前缘结构形式简单,工艺性好,既能满足平尾前缘维修互换性要求,又能满足前缘除冰套安装和维护要求。

基于Workbench的某型门座起重机臂架优化

运用Solidworks和Workbench建立了某型门座起重机臂架的壳体模型,通过对原始设计的计算,发现较多的应力集中。采用相贯线、圆弧角等一系列措施,使所有应力集中点得到消除,臂架应力得到了大幅优化,对类似结构的设计具有指导意义。

基于Workbench的4000t液压插销升降装置上环梁的强度分析

通过Solid Works和Wor kbench对4000t自升式风电安装平台的液压升降装置中的上环梁进行建模和分析,使用子模型校核了插销失效工况,校核中采用了材料非线性方式,结果表明,所设计的上环梁能够满足强度要求。

基于Workbench的拉杆应力集中优化

在桁架结构的拉杆中,多采用圆管插板的结构形式,通过Workbench建立拉杆模型,进行应力计算后发现,圆管位于插板端部的区域应力集中严重,据此提出了在原有拉杆结构基础上增加2个套环的新优化方案。经建模计算得出,结构应力和变形量均显著降低,可有效保障结构的安全。

基于有限元和应力测试的起重机臂架应力对比

通过使用Workbench软件和应力测试仪对某型港口起重机的臂架进行应力计算和测试,计算结果和测试结果基本吻合,为后续有限元计算结果的分析打下基础。