高空升降框架的结构优化与有限元分析

沙漠环境中易出现的极端风载对设备的安全性能提出极高要求,现有高空升降框架的设计主要依靠工程经验,存在用料多、自重大、安全余量高等不足。针对此,采用CREO软件建立高空升降框架的三维实体模型,根据国标规定将风载等效为静载荷,采用ANSYS软件对极端风载作用下高空升降框架力学特性进行仿真计算。结果表明:系统与风载不存在共振风险,极限风载作用下系统最大应力幅值为166 MPa。进一步提出设计精细、造价经济的高空升降框架优化设计方案,在极限风载作用下,优化框架静力学计算结果表明:优化后系统的最大应力幅值在降低约35%的同时,可实现整体减重约17%。

轴重30 t铁路电力机车受电弓服役性能试验研究

轴重30 t铁路电力机车受电弓传动系统稳定性,会对弓网动态接触力波动范围有直接影响,从而影响弓网配合方面的性能。设计轴重30 t铁路电力机车受电弓服役性能试验,跟踪测量不同速度级运营的电力机车受电弓静态抬升力,利用一元方差分析法,研究在不同服役里程测量结果的差异和不同速度运行条件下测量结果的差异,最后分析了测量结果的发展趋势。

20000 kN钻机提升设备静载试验装置能力提升改造

现有的20000 kN钻机提升设备静载试验装置试验能力和功能已不能满足需要,通过强度和变形计算分析,对其进行了能力提升改造,使其试验能力提升至25000 kN。对改造后的试验装置进行了计量校准,利用该试验装置完成了YC1125游车23000 kN载荷的设计验证试验,验证了试验装置的改造效果。相比于新建试验装置,可节省投资320余万元,并获得良好应用及效益。

多机协调吊运系统综合多影响因子的位置稳定性评价方法

针对多机协调吊运系统由于欠约束特性导致的静平衡稳定性难以评价的问题,本文提出了综合多影响因子的位置稳定性评价方法。与传统方法不同,该方法将被吊运物中有运动任务需求的自由度定义为稳定自由度,其余自由度定义为欠稳定自由度,并将姿态自由度为稳定自由度时,影响稳定性的因素归结为位置自由度和各柔索拉力的差异2种因素;通过对这2种因素的量化,得到位置自由度影响因子、拉力大小影响因子和拉力均匀性影响因子,以3个影响因子的加权和作为每个位置点的稳定性评价指标。通过这种稳定性评价方法对系统的静平衡稳定位置工作空间进行了定义,并计算了系统不同稳定性裕度的静平衡稳定位置工作空间,为系统的可行轨迹规划和控制奠定了基础。

基于多指标分析的大跨度超高超重钢连廊整体提升施工控制技术

针对大跨度超高超重钢连廊在整体提升过程中提升时间长、结构偏心、遭遇台风雨季以及不同步位移积累等一系列难点,采用包括钢索索力、竖向位移、应力、风速、倾角等多指标分析控制的方法,并首次提出采用计算扭转变形的姿态控制设置预警值,不仅使钢结构连廊整体提升提前顺利完成,而且监控结果与理论计算结果接近,取得良好的效果,充分说明该控制方法的科学性和可行性,优化了提升施工过程,同时为其他整体提升项目提供了重要参考。

抽油机齿轮齿条升降机构啮合仿真分析

齿轮齿条升降机构的动力学特性是影响其工作性能的重要因素。为了获取齿轮齿条啮合传动时轮齿啮合力的变化规律,以某型齿条式抽油机为研究对象,采用参数方程建立了齿轮齿条升降机构实体模型;基于ANSYS进行了静态接触分析,研究齿轮齿条应力应变分布,并与理论计算值进行了对比。运用ADAMS仿真模拟了齿轮齿条在不同载荷作用下的动态啮合力,研究了齿轮转速对啮合力的影响。分析结果表明,在上换向段啮合过程中存在短暂的卡滞状态导致啮合力急剧增大,在下换向段啮合过程中由于接触面积变小,齿轮齿条存在一定程度的开脱导致啮合力急剧减小;在抽油机运行过程中应尽量避免齿轮的高速运转,确保低速、匀速的工作环境对抽油机升降机构的平稳安全运行具有重要意义。

四点超静定吊装索具受力均衡调节

随着被吊物跨度、吨位的增长,吊点数量越来越多,当吊点数量≥4时常处于超静定状态;生产索具时,由于制造误差,索具实际长度与设计长度并不一致,导致索具偏斜和受力不均衡。而通过四吊点吊装模型的平衡方程和图形关系,推导在测定四条索具弹性应变的前提下计算出索具长度的数学模型,计算出需要调节的长度,并通过有限元分析验证,计算误差为0.7%,大大缩短吊装现场索具调节时间。

双体船起重抬臂装置设计

起重抬臂装置是实现海上平台一次性整体拆除的关键设备,文章设计了一套具有72×103kN举升能力的双体船起重抬臂装置,介绍了起重抬臂装置的总体结构方案,讨论了起重抬臂装置的准备、补偿、举升和锁定4个作业流程。通过对起重抬臂装置关键部件的静力学分析,起重抬臂装置结构的最大变形和应力均满足设计要求。

考虑螺旋桨滑流影响的双发涡桨飞机气动特性研究

螺旋桨滑流与飞机其他部件之间存在着复杂的气动干扰,将对双发涡桨飞机的气动特性产生较为显著的影响。以双发涡桨飞机为研究对象,采用多重参考系滑移网格技术进行流场数值模拟,研究了不同拉力系数下螺旋桨滑流以及滑流区内尾翼法向位置对全机气动特性的影响。研究结果表明:螺旋桨滑流效应将增加全机升力和阻力,降低全机升阻比,并导致小迎角区域俯仰力矩不稳定;随着拉力系数的增加,全机最大升力系数可增加40%,阻力系数增加150%,升阻比可降低50%,小迎角俯仰力矩拐点可增加8°,静稳定裕度可降低30%;合理地下移尾翼法向位置,可有效地利用螺旋桨滑流的影响,改善其俯仰力矩特性。研究结果对双发涡桨飞机的总体气动设计具有一定的工程指导价值。

平流层飞艇静升力分析

研究飞行器在平流层定点悬停定位问题,平流层飞艇运行环境复杂多变,静升力的确定有一定难度。为保持飞行器飞行到指定高度,采用理论分析方法建立了静升力的数学模型,根据标准大气环境下平流层飞艇总静升力随飞行高度的变化规律,以及实际环境中温度变化对总静升力的影响;分析了净静升力与压差百分比、压力高度处副气囊体积比、温度和飞行高度的变化关系。利用Matlab软件平台进行了仿真分析,结果表明所建立的模型能够准确描述各因素对静升力的影响,从而为平流层飞艇的总体设计提供依据。

放宽纵向静稳定性对战斗机布局升阻比特性的影响

就放宽纵向静稳定性技术对不同战斗机布局升阻比特性的影响进行了研究。文中选取鸭式和正常式两种典型的现代战斗机布局,基于风洞试验数据,获得了在5种典型情况下,飞机不采用和采用放宽纵向静稳定性技术时的配平升阻比特性,并且分析了两种布局配平升阻比特性不同的原因。研究结果表明:在典型的亚、跨和超声速马赫数下,如果不采用放宽纵向静稳定性技术,鸭式布局由于配平得到的升阻比收益一般低于常规布局的收益;鸭式布局由于采用放宽纵向静稳定性技术得到的配平升阻比收益明显高于常规布局。从配平升阻比特性的角度来看,鸭式布局比常规布局更加适于采用放宽纵向静稳定性技术。

有限空间内部爆炸研究进展

分析了有限空间内爆炸的能量释放特点和毁伤方式,从冲击波特性、热效应、准静态压力、结构动态响应、数值模拟、炸药综合威力评估6方面综述了有限空间内爆炸作用的研究,认为应建立表征内爆威力的屋顶举起实验装置,加强多毁伤元耦合作用对目标破坏的研究,将屋顶举起作功能力和准静态压力纳入内爆炸威力评估体系,建立科学、有效的内爆炸威力评估方法。

不同供液状况的有杆抽油泵举升过程参数模拟计算方法

有杆抽油泵举升过程中,根据供液能力的差别,分别确定了泵吸入口压力和活塞受力的计算方法;在静态模型建立的基础上,以抽油杆受力波动方程为指导,对井筒举升过程抽油杆运动阻尼系数计算方法进行了修正,建立了有杆抽油泵举升动态模型。以地面实测示功图为约束,计算不同供液工况下井筒纵向空间的压力、抽油杆柱受力等数值分布,对泵吸入口压力、动液面、地层流压等参数进行模拟计算,建立了不同供液状况下有杆抽油泵举升过程参数连续模拟计算方法。研究结果表明,该方法能够满足供液不足工况下油井动液面计算的精度要求,为井筒举升分析、工作制度优化调整提供了理论依据。

基于CFD/CSD耦合的连结翼静气动弹性计算研究

针对某连结翼布局无人机,采用松耦合方式,耦合计算流体力学(CFD)和计算结构动力学(CSD)对其静气动弹性进行了计算研究;CFD求解模块采用非定常雷诺平均N-S方程,CSD模块采用直接积分法求解结构动力学方程,在时域内推进求解,收敛后获得静气弹计算结果。研究表明:连结翼静气弹变形后,前翼发生负扭转,后翼发生正扭转,前翼升力损失,后翼升力增加;无论是刚体构型还是静气弹变形后,前翼和后翼的展向升力系数分布规律均存在很大差异;静气弹变形使得连结翼升力线斜率增大4.3%,纵向静稳定性导数增大145.8%,但会带来较大的低头力矩增量;与单独前翼对比表明,连结翼后翼大大限制了前翼的负扭转变形,使得升力损失降低为单独前翼的21%;与单独后翼对比表明,连结翼前翼大大限制了后翼的正扭转变形,降低了后翼扭转发散的风险;研究结果揭示了连结翼布局特殊的静气动弹性特性,对连结翼的气动/结构设计具有一定的工程指导价值。

纵向静不稳定对飞翼起飞性能的改善研究

按照纵向静不稳定配平原则设计了一个飞翼的总体方案,通过CFD计算得到了相关气动数据。采用数值方法仿真了纵向静不稳定飞翼在两种滑跑抬头状态的起飞离地过程。分析了升降副翼向下偏转时刻对于抬头时间和剩余抬头角速度的影响,给出了迎角、抬头角速度、力矩等参数随时间的变化曲线,最后分析了起飞过程所需要的滑跑距离。研究结果表明,纵向静不稳定飞翼能够达到与常规飞机相同的起飞速度和起飞滑跑距离指标。

有限空间炸药装药内爆炸威力的评估方法综述

通过分析有限空间内爆炸过程和能量释放特点以及自由场与有限空间内爆炸的能量输出特性,讨论了冲击波压力-冲量、屋顶举起位移、准静态压力和冲量-准静态压力4种内爆炸威力评估方法的适用性,提出应当使用冲击波峰值压力和冲量评估炸药爆轰释放的能量、准静态压力评估炸药内爆炸释放的总能量、屋顶举起位移和冲量-准静态压力权衡的方法评估炸药内爆炸的综合威力性能。附参考文献27篇。

“世越号”沉船打捞工程中的船首起吊计算分析

"世越号"沉船打捞工程是由交通运输部上海打捞局承担的一项整体打捞吨位、打捞难度均属世界前列的大型综合打捞工程。工程中并未采用沉船扳正后再起吊出水这一常规整体打捞方式,而是人性化地提出并成功应用了钢梁托底的整体抬吊打捞方案,并创造性地通过浮吊船起吊沉船船首,解决了在沉船下方安装托底钢梁这一打捞方案中的关键性难题。为了对船首起吊这一独特的吊装作业方案设计进行充分的科学论证,需要对其进行合理、精细、全面的计算分析。论文主要介绍了"世越号"沉船打捞工程中的船首起吊作业的静态分析和水动力动态分析方法,得出相应的起吊吊力、船舶运动等相关数据;并与实际作业结果进行对比分析,对分析方法的合理性进行验证。

鄂尔多斯伊克昭大桥主桥拱肋整体吊装的静力及稳定性分析

对大跨度单片钢箱拱肋整体吊装过程中的吊索索力、拱脚两端位移、拱肋结构受力情况进行了静力分析计算,确定了合理的吊点位置.同时用近似公式法对钢箱拱肋的面内屈曲和面外侧倾进行了稳定性分析.通过有限元分析得到了大跨度钢箱拱桥的最佳起吊位置,为安全起吊提出了合理的建议.

基于有限元分析擦窗机吊臂系统的优化设计

应用三维建模软件对擦窗机整机系统进行建模,利用ANSYS Workbench中的静力学方法对擦窗机的两种典型工况进行了对比分析,得出工作状态下吊臂系统所受的最大应力及产生的最大应变。根据分析结果,对所设计的吊臂模型进行了优化。并对优化后的模型进行了再次分析,分析结果表明,优化模型优于最初设计的模型。同时,使用ANSYS Workbench中的模态分析方法对优化后的吊臂进行模态分析,验证此吊臂系统的模态稳定性,得出吊臂的振型及固有频率,确定了危险频率及避免方法。为擦窗机的吊臂设计提供了一定的参考。

机场集装箱/板升降平台车桥平台的设计与研究

设计机场集装箱/板升降平台车的桥平台结构,对桥平台的关键受力部件上台面和剪叉臂进行静力学分析,并校核其强度.对桥平台处于最高位置时进行模态分析,提取运算结果.桥平台前五阶固有频率集中在3～17 Hz的低频阶段,各阶振型主要表现为上台面和剪叉臂摆动、扭曲.桥平台的静力学及模态分析结果为桥平台的设计提供了理论依据.