非均匀预紧力对主轴系统回转性能的影响研究

为研究非均匀预紧力对轴承-主轴系统回转性能的影响,通过对轴承-主轴试验台施加可控预紧力,检测主轴轴心回转轨迹,并采用最小二乘圆法评定轴心轨迹,研究不同的转速及工况下轴承的非均匀预紧力对主轴轴心轨迹半径的影响。研究结果表明:即使在空载情况下,轴承外圈不同施力点导致的非均匀预紧会对轴心轨迹产生不同的影响;在径向载荷下,合适的非均匀预紧会逐渐改善主轴的回转性能。

不均匀积污绝缘子雷电冲击闪络特性

自然条件下,绝缘子呈现不均匀积污状态,对绝缘子的雷电冲击闪络电压有较大影响。为此,该文以XP-70和LXY-70绝缘子为研究对象,在重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站进行不均匀积污绝缘子在预加交流电压后的雷电冲击闪络试验,并对其闪络特性进行分析。试验结果表明,在不均匀积污条件下存在非常明显的极性效应,且出现了极性反转现象。在相同等值附盐密度(ESDD)下,随着不均匀积污比(T/B)的减小,预加交流电压作用下的泄漏电流随之减小,而绝缘子串的闪络电压呈现上升趋势。此外,通过超高速摄像机拍摄的不均匀积污绝缘子的闪络过程发现,不均匀积污绝缘子下表面会率先形成非连续的局部电弧,局部电弧沿面快速发展最终导致闪络。最后,建立了普通瓷绝缘子和玻璃绝缘子的雷电冲击闪络电压梯度方程,并对其进行验证,结果表明计算值与试验值的相对误差在±6.56%之内。

法兰密封系统螺栓加载方式试验研究

均匀的螺栓载荷对法兰密封性能有极为重要的意义,由于螺栓间存在弹性交互作用,采用扭矩增量控制法按一定加载顺序加载才能降低螺栓载荷离散程度。试验研究了ASME PCC-1传统的加载方法(LEGACY方法)和JIS B 2251加载方法在DN100法兰8螺栓结构中的加载规律,以及载荷渐增顺次螺栓加载方法。采用应变片和应变仪实时监测螺栓载荷,采用力矩扳手加载。结果表明,ASME传统加载方法较为繁琐,JIS B 2251加载方法效率高且不易出错;以扭矩增量控制法顺次加载也能获得均匀的螺栓载荷;在保证充足预紧轮次的情况下,加载方式对最终螺栓载荷的离散程度影响不大,最后以目标载荷顺次加载几轮非常有必要。

顺次及交叉加载方案下螺栓弹性交互作用规律

由于螺栓之间存在弹性交互作用,采用力矩方法逐个加载螺栓难以获得均匀一致的预紧载荷。试验研究了顺次及交叉多轮加载方案下螺栓的弹性交互作用规律。螺栓采用8根M20×1.5双头螺柱,材料35CrMoA。采用应变片和应变仪实时监控螺栓载荷,采用力矩扳手加载。结果表明,在螺栓加载过程中存在两种弹性交互作用:正作用和负作用。弹性交互作用使交叉加载和顺次加载的最终载荷分布分别呈现W形和N形。分析了正作用和负作用的规律,依据规律提出了优化的加载方案,可将弹性交互作用系数方阵[A]n×n简化为三对角阵,提高了弹性交互作用系数法的实用性。

预载荷下板料激光弯曲成形的工艺参数分析

预载荷下板料激光弯曲成形是一种较新的板料弯曲成形方法,本文对其工艺参数进行了分析研究。使用软件ABAQUS建立了预载荷下板料激光弯曲成形的有限元模型,并进行了试验验证,在此模型的基础上,采用均匀设计法进行了变工艺参数仿真试验设计,利用仿真试验结果建立了各工艺参数与变形量间的回归模型,并进一步分析了工艺参数对变形量的影响及其内在原因。研究表明,各工艺参数中扫描速度对变形量的影响最大,而激光功率的影响最小;光斑直径与扫描速度间存在对变形量有高度显著影响的负交互作用;变形量随预载荷增大近似呈指数上升,随激光功率的增大近似呈线性增大,随光斑直径的增大近似呈线性下降,随扫描速度的增大呈现先减小后增大的趋势。

非均匀预紧载荷下轴承-轴系热特性的试验研究

合理的轴承预紧是保障轴系性能的关键所在。由于生产制造和装配误差的存在,容易导致轴系中常用的定位和定压预紧方式形成非均匀预紧载荷。针对以上问题,开发了一种采用小型压电测力传感器测量预紧力、由电主轴驱动的试验平台,可用于开展非均匀预紧载荷下轴承-轴系性能试验研究。针对不同方向和大小的非均匀预紧力下的轴系热特性进行了试验,测试结果表明:1.当非均匀预紧力导致弯矩增大时,均匀预紧下该平面上外圈温度值和温升被非均匀预紧下温度值和温升完全包络。2.对比非均匀预紧力,外界环境温度和散热型式对轴系温度场有更显著的影响。受载轴承中接近热传导的区域,其温度明显低于轴承其他区域。该结果直接反映出非均匀预紧载荷对轴承-轴系热特性的影响,同时为理论研究提供了数据支持。

螺栓连接组合Jeffcott转子界面滑移规律分析

针对航空发动机转子实际装配完成后连接界面力学特性分布不均匀、服役阶段连接界面发生微动滑移等问题,以组合Jeffcott转子为研究对象,综合考虑实际螺栓预紧力分布规律,首先对高速旋转状态下的组合转子连接界面开展受力分析,揭示了预紧力对连接界面滑移的影响机制。其次基于实测预紧力数据构建了组合Jeffcott转子有限元模型,对连接界面滑移过程进行了仿真。最后系统分析了预紧力均值大小及离散度对转子界面滑移规律的影响。结果表明,预紧力均值大小主要影响界面滑移量,对滑移分布的均匀性影响较小,而预紧力分散度大小会显著影响滑移分布的均匀性。实际装配过程中,可通过降低螺栓预紧力分布的离散度来减小因界面非均匀滑移对组合转子连接性能带来的不利影响。

大流量电控单体泵油量均匀性影响因素的研究

针对于某船用的电控单体泵油量均匀性控制指标,进行调整电磁阀参数、改变气隙、改变弹簧预紧力和调整挡板外圆尺寸参数的相关试验,分析电磁阀、气隙、弹簧预紧力及挡板外圆尺寸对电控单体泵喷油量的影响。试验发现,电磁阀、气隙、弹簧预紧力及挡板外圆尺寸是影响电控单体泵油量均匀性的主要因素。通过上述研究,可以为电控单体泵的生产及调试提供一定的借鉴。

非均匀预紧力作用下螺栓连接框架结构频响函数计算

机械装备中的框架结构大多通过螺栓连接在一起,各螺栓之间出现非均匀预紧会对框架结构的振动特性参数(如频响函数)产生明显的影响。基于有限元法提出了一种考虑螺栓非均匀预紧的框架结构频响函数计算方法。按照频响函数的定义,根据模态叠加原理推导出适用于螺栓连接框架结构频响函数的计算公式;从服务于频响函数计算的需求出发,基于ANSYS软件阐述了螺栓非均匀预紧的模拟及提取包含非均匀预紧的框架结构刚度及质量矩阵的方法;给出了基于ANSYS和Matlab两种软件平台对螺栓连接框架结构频响函数进行计算的分析流程;以一个包含4个连接螺栓的框架结构为对象进行了实例研究,用试验证明了所提频响函数计算方法的合理性,在此基础上从试验及仿真两个角度分析了螺栓预紧力对框架结构频响函数的影响。结果表明,随着螺栓预紧力的增加,框架结构固有频率及频响函数峰值均变大。

不同低温作用下给定含水率预应力混凝土有效预压性能试验研究

通过正常含水率预应力混凝土经历0,-20,-40,-60,-80,-100,-120,-140,-160℃的低温作用试验,探讨不同低温作用下预应力混凝土的预压应力变化规律,并由较低和较高低温作用的试验给出较高含水率情况下对其影响的差异性。结果表明:随作用低温的降低,预应力混凝土在降温点和温均点时预压应力损失率均呈先快速后缓慢增加的变化趋势;而其降温段和恒温段的预压应力变化率有所不同,它们分别呈先快速增加后基本线性减小和先快速后逐渐缓慢减小的变化趋势。作用低温较低时,达降温点后的恒温阶段预应力混凝土的预压应力损失不再增加,且还有所恢复。含水率对预应力混凝土的预压应力损失率和预压应力变化率将产生较为复杂的影响,并与作用的低温密切相关。这些试验结果可为低温储罐类预应力混凝土结构的设计和安全评估提供参考。

两次插板和两阶段真空预压模型试验对比研究

为解决真空预压联合竖向排水板处理软土地基过程中,竖向排水板容易发生淤堵导致土体加固效果很差,土体产生不均匀固结的问题,进行了两次插板和两阶段真空预压模型对比试验。通过比较采用两种方法加固后土体的沉降、十字板抗剪强度、含水率等指标,探究两种方法对软土地基的改良效果。试验结果表明:两次插板真空预压试验的最大沉降为208 mm,两阶段真空预压试验的最大沉降只有170 mm;试验结束后,两次插板和两阶段真空预压的平均十字板抗剪强度分别是29.5, 24.75 kPa。表明两次插板真空预压处理超软土效果比两阶段真空预压更好。

面向连接工艺随机性的惯性仪表结构变形均匀性评价与分析

针对仪表螺纹连接拧紧造成的非均匀变形问题,均匀性装配为提高仪表精度与稳定性提供了一条更为经济、适用性更强的方法。提出了一种变形均匀性的评价方法,通过共生矩阵的特征参数来表征变形均匀性程度。结合仪表关键结构——电机转子结构,建立了精细化仿真分析模型,利用数值模拟方法研究了螺纹连接预紧力工艺参数对仪表电机转子盖变形均匀性的影响。结果表明,预紧力的离散度与转子盖变形均匀性相关性不大,而预紧力的均匀分布有助于提高仪表装配精度,研究结果为精密产品螺纹连接结构设计及工艺设计提供了理论依据。

基于非均匀缝隙的充水保压蜗壳三维仿真算法研究

保压蜗壳的计算方法在很大程度上影响了结果的精度和对结构受力特性的判断。为深入了解结构的受力特性。本文从施工流程出发,考虑保压缝隙的非均匀性和接触关系,实现了保压蜗壳的施工过程全仿真,并通过算例和理论分析,验证了算法(SUA)对保压缝隙模拟的有效性和准确性。该算法应用于糯扎渡水电站保压蜗壳的施工过程模拟,研究了非均匀保压缝隙的形成机理和接触界面的接触性态,并对外围混凝土应力做了细致分析。结果表明,初始保压缝隙具有非均匀和局部非张开特性,其主要导致原因是结构的非对称性,因此钢蜗壳与外围混凝土之间正好即无缝隙也不传力的理想状态不可能存在。座环上环板、机墩根部和蜗壳进口端腰部混凝土拉应力较大,是裂缝萌生的危险区域。此外,应力对比分析表明,简化算法和仿真算法应力分布规律基本一致,简化算法应力偏小,对结构配筋不利,仿真算法更加符合实际情况。两种算法混凝土环向应力在蜗壳腰部和底部吻合度较高,蜗壳顶部误差次之(个别地方误差达80%),而在座环上、下环板附近相差甚远。

水电站充水保压蜗壳结构研究和应用综述

结合我国水电站蜗壳结构的发展近况,介绍了近几年来保压蜗壳结构的工程应用和研究进展.指出了"带缝工作"时不完整约束对蜗壳结构的受力特性和传振机理带来较大影响,尤其是考虑非均匀、局部非张开的保压缝隙时,对钢衬和外围混凝土之间的振动传递影响显著.在此基础上归纳了保压蜗壳结构研究中存在的问题,最终提出未来保压蜗壳结构研究应强调"缝隙",视缝隙为"控制工具",以全新的视角看待不完整约束条件的作用,建立一套评价不完整约束蜗壳结构安全性和稳定性的分析方法体系.