变半径齿根圆角锥齿轮几何建模与疲劳强度仿真分析

针对直齿锥齿轮的齿根大多采用0.3倍模数的定半径圆角过渡,容易造成齿根弯曲应力偏大、锥齿轮使用寿命降低等问题,提出了一种变半径齿根圆角锥齿轮的设计方法。建立了标准齿根圆锥下的变半径齿根圆角一般方程;基于某电动汽车差速器定半径非标行星齿轮,推导出不同齿根圆锥下的齿根变半径圆角的一般方程,对非标行星齿轮进行了优化设计。通过有限元动力学和疲劳寿命仿真分析得知,变半径齿根圆角相较于半径最大的定半径圆角,锥齿轮平均齿根弯曲应力减小了10.8%、疲劳损伤降低了6.6%。所提出的设计方法提升了锥齿轮力学性能和疲劳寿命。

复杂盒形零件挤压金属非均匀流动控制研究

复杂盒形零件的挤压成形是一个极其不均匀的流动过程,如何协调和控制各变形区金属的合理流动,是其挤压成败的关键。针对某复杂盒形件的不规则形状和挤压变形时金属的不均匀流动,提出设计了挤压模的具有方向性的止流槽和凸模变圆角半径,并通过实验验证了止流槽和凸模变圆角半径控制金属合理流动的可行性,为同类型不规则或非对称零件的挤压成形提供了新思路。

复合材料发射箱的模具设计

针对复合材料发射箱产品大尺寸、高精度的技术特点,结合真空导入成型工艺整体成型、整体脱模的工艺特点,通过有限元分析计算,优化确定了拱门筋加辐板筋钢制模具设计方案。利用CAD/CAE技术进行发射箱模具设计及优化,采取变圆角设计解决模具脱模问题,成功制造了发射箱的样件,满足了产品设计技术要求,为大型长轴类复合材料产品的模具设计技术探索出了一套可行的技术方案。

中凸U形件成形问题及解决方法

以卡车横梁零件为例,介绍了中凸U形件成形与一般U形件成形的区别。负回弹和圆角变尖等问题是此类模具设计的关键。通过实践提出了负回弹概念,并采用各种有效办法,解决了上述问题。

基于有限元法的轧机辊端关节表面形貌优化研究

针对某钢厂宽厚板轧机辊端关节频繁开裂的问题,建立了辊端关节的三维有限元模型,并施加扭矩进行应力分析。结果表明有限元分析结果与实际使用情况非常一致,最薄弱部位为槽口根部的圆角应力集中部位。为提升关节的承载能力,以柔度最小作为优化目标,以圆角应力点的应力作为约束条件,对原关节结构进行了表面形貌优化,得到了一个类似变圆角的结构特征。依据优化结果对圆角应力集中部位进行结构重设计及对比分析,结果表明,采用变圆角结构后结构最大应力减少了约100MPa,应力降幅达20%,说明轧机辊端关节的承载能力得到了大幅提升。