基于截面承载分析的汽车前纵梁碰撞性能设计

汽车车体截面设计是零部件结构设计的基础和核心。截面性能反映了结构的碰撞安全和刚度性能,截面性能分析可以有效的、快速的为结构设计提供依据。文章针对某车型正面碰撞中前纵梁后端弯曲变形过大的问题,通过截面性能分析方法对其截面参数进行快速优化,大大提高了截面的抗弯能力,基于该优化截面完成了结构设计,最终整车碰撞仿真对改进方案进行验证。工程算例表明,该方法在纵梁结构的碰撞性能优化设计方面具有较强的工程实用性。

考虑修形、游隙的三排滚子轴承承载分析模型

为了分析研究大型三排滚子轴承的工作可靠性,提出了考虑滚动体修形与轴承游隙的三排滚子轴承承载分析模型。采用组合单元引入轴承游隙与滚动体修形曲线,修形曲线通过离散成组合单元初始间隙体现滚动体与滚道之间的非线性几何关系;采用非线性刚度弹簧组模拟滚动体受力变形,通过赫兹线接触理论计算非线性弹簧组的刚度,体现滚动体与滚道之间的非线性接触力学关系;通过与实体单元模型对比,证明所提出模型的有效性及优势;实现了在考虑轴承结构刚度基础上,分析考虑滚动体修形与轴承游隙的三排滚子轴承承载性能。最后采用所提出的模型对某型号风电机组主轴承进行承载性能分析,为风电机组主轴承的游隙与滚动体修形的设计或轴承整体校核提供了理论依据。

水电站埋藏式压力钢管的承载分析方法研究

在对比水电站埋藏式压力钢管的受力分析方法的基础上,分别用一实际工程作为算例进行内水和外水作用下的受力分析,并与按规范方法所得的结果进行对比,表明本文的方法可行,可全面地分析埋藏式压力钢管分别在内水和外水作用下的工作特性。

考虑摩擦的两球体接触承载分析的分形接触模型研究

为了获得更贴合实际的两球体接触承载能力分析的分形接触模型,文章考虑摩擦的影响,在两球体接触应力计算分形模型的基础上,引入存在摩擦的弹塑性变形临界面积公式,给出考虑摩擦的两球体分形接触模型;通过在Matlab中对模型的仿真和预测,获得了模型中主要参数对两球体接触承载能力的影响。结果表明:降低摩擦系数、减小粗糙度幅值以及选择内接触形式,有利于提高接触承载能力;分形维数与接触承载能力之间不是一个简单的线性关系,而是存在一个分形维数的最优值。因为球面副是球轴承的简化模型,所以该文的研究为后续进行球轴承及相关产品的接触承载分析提供了理论依据。

单元化悬浮式停车装置设计与承载分析

针对城市有限空间,停车难问题,设计并分析一种单元化悬浮式停车装置,该装置主要由运车装置和停车装置两部分组成.第一层水平面安装导轨,使其能够实现纵向平移;竖向安装液压升降装置,使载车板能够在竖直面内升降.对载车板建立分析模型,计算、设计相关模型参数,运用有限元分析软件ABAQUS对停车装置建模并进行承载静力学仿真分析.结果显示:在设计单元化悬浮式停车装置的运车装置时可以参考液压叉车为原型进行设计.载车板两端铰接和长边支撑的解析解与有限元分析软件ABAQUS仿真结果接近,设计方案可行.

“孵”化拼合蛋椅3D打印成型及承载分析

文中主要介绍创意家居"孵"化多功能桌椅由2个靠背椅子、1个端部件及带储物功能的圆桌拼合组成。该蛋椅三维图输入3D打印机快速成型加工。并在万能试验机上测试拼合蛋椅承载能力,分析并确定设计的数据。

接入主干光缆综合承载分析及建设策略

随着光纤到户、无线基站、政企光纤专线等业务对光纤需求的爆发式增长,通信运营商如何部署一张适应需求、科学合理、投资节省、易于运维的主干光缆网已成为我们面临的一大难题。

新型组合式PC轨道梁底模系统及其承载分析

本文介绍了一种组合式PC轨道梁底模系统,并对其承载情况进行了有限元分析。该系统由一定数量活动块组成,在较大程度上实现了底模系统的标准化和通用化,其每一个活动块可以通过自走行调节位置重组拼装成不同长度不同形状的PC轨道梁底模。通过Ansys有限元分析发现,系统最大变形出现在承载结构上端中间两侧区域;应力集中主要出现在四个区域,由大到小分别为:轴承滚柱内端点线接触区域,轮轴与轴承内端和滚轮外端接触区域,滚轮端部与轮轴接触区域,以及承载结构上端中央两侧区域。从仿真结果可以看出,该系统满足实际工作的需求。

基于时变啮合刚度的修形齿轮承载接触分析

为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方向的变形量与修形量,提出修形齿轮单双齿啮合状态判定方法,并计算不同状态下的啮合刚度;推导修形齿轮的啮合力、刚度与变形的力学关系,建立各啮合齿对的齿间载荷分配系数计算模型,应用赫兹接触理论求解齿面接触应力;分别在不同修形高度、修形曲线与配对齿数情况下,计算分析多种齿廓修形算例的齿间载荷分配系数与齿面接触应力。结果表明,解析算法求解的齿间载荷分布系数、齿面接触应力及相应单双齿啮合区间与有限元结果相一致,相对误差较小,证明了该算法有较高的精度与稳定性,为齿廓修形齿轮承载接触分析提供一种高效便捷的新方法。

RV减速器摆线针轮传动机构轮齿承载接触分析

RV减速器摆线针轮传动机构的轮齿承载接触分析是进行该机构润滑分析的基础。为明确摆线轮齿与针齿、曲拐轴承滚针与内外圈之间的动态接触特性,基于摆线针轮传动机构啮合原理,分析了6种不同齿廓修形方式下的轮齿间隙及啮合点的运动学特性;结合静力平衡方程及变形协调条件,引入非线性赫兹接触刚度,建立了摆线针轮传动机构的三维动态承载接触分析模型,确定了含有初始间隙的轮齿受载变形,利用迭代法完成模型求解,明确了传动过程中轮齿及曲拐轴承滚针内外圈啮合处的时变受力特性。

起重机更换对结构承载性能分析研究

某厂房为混凝土排架结构,距今已使用约20年,目前厂房内部混凝土构件已出现不同程度的损伤。考虑生产需要厂房内起重机需由16T更换为32T,当前已完成设备更换但尚未投入使用,为保证该厂房在吊车荷载增加作用下的结构安全可靠,需对厂房内部结构构件进行承载能力分析,并对该厂房进行结构安全性鉴定,分析结果可为同类型混凝土排架厂房的起重机更换提供参考。

灌注桩的承载性状分析研究

通过实测桩身应力得到桩的端承力和桩侧的摩擦力在载荷递增过程中相互交叉影响,且桩侧的摩擦力先于桩的端承力达到受力极限状态。另外,统计分析端承力与摩擦力的发挥情况,整桩设计的安全系数为2倍,实测端承力的安全系数为5.2倍,实测摩擦力的安全系数为1.7倍。S-lgQ法和Q-Sb法划分侧摩擦力和端承力,与实测内力结果比对,存在一定的误差,但是基本能够判定桩的承载性状。论证了桩的受力—位移曲线(Q-S),是桩的承载性状(侧摩擦力、端承力和桩身压缩量)的综合反映。

高海拔多年冻土区桩基础承载力分析

为了分析高海拔地区多年冻土区桩基受冻结力恢复过程影响的承载力特征,以青海省某公路工程桥梁钻孔灌注桩桩基础为研究对象,应用现场静载试验手段获得桩基础的荷载-沉降曲线,分析桩基的荷载传递特性。结果表明,土体温度场受桩基施工扰动影响明显,随着施工时间的增长,土体逐渐回冻,并可以将土体进行温度区间划分,在4m以上土体,其温度基本维持在0℃以上,在3m以下土体,其温度处于0℃以下,具备冻结力;施工完成10d桩基础与30d桩基础的桩顶荷载位移曲线呈现大致相同的变化规律,均可以划分弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段以及卸载阶段;由于冻土冻结力的存在,桩基础的极限承载力得到显著提升,增幅达到25%。

扭矩-竖向荷载联合作用下楔形端承摩擦桩承载性能分析

为了讨论楔形端承摩擦桩在扭矩T-竖向荷载V联合作用下的承载性能,考虑地基土剪切模量在地面处为非零值且随深度呈幂函数的分布形式,根据能量法和变分原理,分别得出基桩在桩顶竖向荷载和扭矩作用下的桩身竖向位移以及扭转角微分控制方程。采用MATLAB编制程序求解楔形端承摩擦桩的极限竖向荷载、极限扭矩,得到相应的承载力包络图。在T→V加载顺序下,通过改变初始扭矩值,分析了初始扭矩对楔形端承摩擦桩竖向承载特性的影响。对T-V联合受荷楔形端承摩擦桩进行了参数影响分析。研究结果表明:与等截面桩相比,纯压和纯扭作用下楔形端承摩擦桩的极限竖向荷载和极限扭矩有所提高。在T→V加载顺序下,楔形端承摩擦桩承载力包络线相比等截面桩有所外扩。随着桩径变化率的增大,楔形端承摩擦桩的承载力包络线也随之向外扩张。当初始扭矩与极限扭矩之比超过一定值时,楔形端承摩擦桩极限竖向荷载开始显著降低,需注意T-V组合效应。对于大直径长桩而言,需要重视初始扭矩对基桩竖向承载性能的影响。一味提高混凝土标号并不能极大的改善基桩在T→V受荷模式下的竖向承载性能。

基于桩-土界面剪切特性的单桩沉降和承载问题研究

近年来,西北地区出现了许多高填方场地,为减小建筑物基础的不均匀沉降,基础类型广泛使用桩基础。与一般场地不同,黄土填方场地中的单桩桩周土受力后仍会产生较大的变形,该类场地单桩沉降机制复杂。桩顶总沉降计算是桩基设计的重要依据,为此,建立了高填方黄土场地单桩桩顶总沉降计算模型。基于传统的荷载传递法和剪切位移法,分别考虑桩-土界面的桩-土相互作用和桩-土界面外剪切带土体的剪切变形。依据桩端边界,将单桩类型分为摩擦桩和端承摩擦桩,分别建立桩周土弹性阶段和塑性阶段的桩身位移控制微分方程,结合边界条件进行求解,得到桩身位移、轴力、侧摩阻力,并通过弹塑性理论求解了桩周土剪切带土体剪切变形,进而通过叠加原理求得桩顶总沉降。用桩长与桩周土塑性发展深度的比值,定义了桩基承载力安全系数K。通过算例分析与现场试验数据对比分析,研究结果表明:使用新的模型计算得到的桩顶总沉降与现场试验结果相近;当桩顶荷载较小、桩周土处于弹性阶段时,桩端边界对桩身轴力、位移和侧摩阻力影响很小,但桩周土进入塑性滑移阶段后,桩端边界的影响开始变大,考虑桩端土的承载能力会极大提高单桩极限承载力;建立了将荷载传递法和剪切位移法综合起来的计算模型,不仅可以考虑桩-土界面的相对滑移,还可以计算桩-土界面外土体剪切带的剪切变形,使得桩顶总沉降计算更加精确,可为类似场地中单桩沉降的分析与控制提供一定的参考。

基于CEL有限元法的大管径钢管桩贯入海基过程的承载力分析

鉴于耦合欧拉-拉格朗日(Coupled Eulerian-Lagrangian, CEL)有限元方法在计算分析接触大变形问题时的优势,建立了大管径钢管桩贯入海基的CEL有限元模型,即在被贯入的海基层采用欧拉有限元法建模,其它层采用拉格朗日有限元法建模,两者之间通过罚函数的接触算法进行耦合.在欧拉有限元模型中,采用算子分裂技术.为兼顾计算模型的精度和效率,本文先对模型的网格密度和贯入速度进行稳定性分析,以此确定合适的网格模型和适宜的贯入速度,同时验证CEL方法在贯入模拟中的可行性.随后针对不同土体类型和不同土体参数变化,探究土体贯入阻力随贯入深度的变化规律.计算结果表明砂土的贯入阻力最大,粉砂土次之,粘土的贯入阻力最小;且贯入阻力对土体内摩擦角的变化最为敏感,对土体粘聚力的变化比较敏感,而对土体模量的变化不敏感.

考虑周向间隙的摆线针轮承载接触分析

针对传统算法未考虑摆线轮实际运动形式导致结果与实际不符的问题,以RV减速器中摆线针轮副为研究对象,提出一种考虑周向间隙的摆线针轮承载接触分析方法。基于公转与自转坐标系,确定最先接触齿对相对位置,建立周向间隙几何分析模型;根据转化机构法与坐标变换原理,将周向间隙作为啮合间隙,计算待啮合点位置;应用变形协调条件、赫兹接触理论、扭矩平衡方程,建立周向间隙下的摆线针轮承载接触分析模型;分析不同输入转角下的啮合齿数、啮合力、接触应力和传动误差。结果表明,啮合齿数、传动误差呈现周期性变化,啮合力和接触应力在摆线轮齿廓曲线凹凸过渡点处产生突变,全周期下的最大啮合力和最大接触应力大于初始位置,因此该方法为摆线针轮副的承载传动特性分析提供理论基础。

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮修形设计及承载接触分析

为提高变双曲圆弧齿线(variable hyperbolic circular arc toothtrace,VHCATT)圆柱齿轮承载能力和改善其动态特性,提出齿面修形设计方法,即齿线方向的刀盘倾斜法和齿廓方向的抛物线修形刀刃法。首先,根据齿轮啮合原理和变双曲圆弧齿线圆柱齿轮修形齿面成形原理,推导修形齿面方程,利用软件MATLAB和UG实现齿面重构;其次,通过齿轮几何接触分析,计算齿面间隙,同时利用有限元法计算接触点柔度矩阵,进而建立承载接触非线性数学规划模型,获取轮齿承载啮合特性;最后,分析刀盘倾角、抛物线系数与抛物线顶点位置对修形齿面载荷分布与承载传动误差的影响。研究结果表明:取值合理的刀盘倾角和抛物线顶点位置可有效降低齿面载荷与改善系统承载传动误差特性;取值合理的抛物线系数可改善单齿和双齿啮合交替时的载荷突变情况。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态设计和工业应用提供了理论基础。

基于轮齿承载接触分析的摆线针轮动力学建模

为计算并分析N型摆线针轮少齿差传动结构的传动性能,基于轮齿承载接触分析(LTCA)确定系统时变啮合间隙和时变扭转刚度,考虑摆线针轮旋转位移的影响,基于集中参数法建立系统六自由度(DOF)非线性动力学分析模型。基于牛顿第二运动定律确定的运动学平衡原理,建立系统动力学平衡方程,采用四阶龙格库塔法求解系统的动态响应,计算并分析不同齿廓修形算例下的整机传动误差,并对比同参数下设置的ADMAS仿真结果。结果表明:随着啮合间隙的增大,传动误差数值与波动幅值增大,减速器的稳定性降低,同时传动误差最大值与ADMAS仿真结果吻合性较好。

某管道支架改造承载性能分析

某厂区管道支架及桁架自投产使用至今已10余年,今后计划进行设备改造,荷载类型及数值均发生改变。结构的承载能力是否能够满足要求,需通过检测、鉴定后进行承载性能分析方可得出。通过现场检查,发现该结构部分构件存在防腐层剥落及变形等损伤问题,地基基础未见明显缺陷或损伤;通过荷载调查,获取该结构当前及计划改造后的各类设备的实际荷载值;根据现场情况,采取针对性的现场检测,获取材料实际强度、构件截面尺寸、涂层厚度及构件变形。在此基础上,通过分析,采用合适的建模软件及计算方法进行建模计算,得出改造后支架及桁架的承载力仍能满足要求。通过对该类管道支架荷载改变后的承载性能分析,为今后同类结构的安全性评价提供了参考依据。