基于接触面特征的螺栓联接刚度研究

螺栓联接由于其可靠和有效性在工业界得到广泛应用,螺栓联接设计中的联接刚度设计在螺栓联接结构中具有十分重要的作用。提出一种最佳预紧力下螺栓联接结构的有限元分析方法,在综合考虑螺栓螺母与被联接件及被联接件之间的受力、接触、摩擦等非线性因素的基础上,采用不同结构的系列参数模型运算结果进行联接刚度分析,研究了螺栓预紧力、被联接板厚度、螺栓公称直径、被联接板外径及螺母系数等因素对联接刚度的影响。通过接触面压应力分布实验验证和连续性假设,对联接结构刚度函数式进行无量纲化推导,实现了系列参数模型无量纲化刚度数据的有效拟合,在有限元分析结果基础上获得了计算螺栓联接结构联接刚度的计算公式。通过与有限元分析结果及文献[4-6]结果比较,验证了该刚度计算公式的有效性和可靠性。

联接刚度对核电百万千瓦级汽轮发电机轴系的动力特性影响研究

Reduce分析法可大为简化联接刚度对核电百万千瓦级汽轮发电机轴系的动力特性影响之研究。在自行研制的“核电百万千瓦级汽轮发电机轴系模拟试验台”上,成功地进行了联接刚度对轴系固有频率的灵敏度分析,为“核电百万千瓦级汽轮发电机”的动力修改奠定了坚实的基础。

杠杆力作用下的螺栓联接刚度分析

螺栓联接由于自身简单和实用性强的特点成为工程结构中应用最广泛的联接形式,但是由于几何结构突变造成整个结构刚度的变化,使得螺栓成为整个结构设计过程中涉及参数最多的影响因素,明确刚度特性的变化规律对于进行包含该结构动力学分析是至关重要的前提。针对螺栓联接的一种受力形式杠杆作用分别讨论了两个影响因素:预紧力大小;杠杆力与螺栓中心的距离对联接刚度变化规律的影响。计算结果表明,较大的预紧力可以保证结构的初始刚度,但是影响较为有限,预紧力增加100%的条件下,初始刚度增加13%;杠杆力与螺栓中心的距离越短,联接结构的初始刚度就越大,该距离增加30%,刚度降低60%。并基于分析结果提出了双指数形式的拟合公式,并与计算结果进行对比分析验证了拟合公式的合理性,该计算结果可以为采用螺栓联接的工程结构提供刚度计算分析方法,为此类结构进行动力学分析提供了基础刚度的研究依据。

复杂结构联接刚度的优化识别技术

本文提出了在复杂结构进行模态综合分析时，极为关键的两子结构间或边界联接处联接刚度的一种多目标优化识别技术，在利用常规的ＰＩＤ法对有限元计算模型的联接刚度进行初识别的基础上，利用多目标规划方法对此进行结构动力修正，最后得到与实验结果相符的有限元计算模型及联接刚度值。

杆件纵向振动中联接刚度的识别

以传递矩阵法为基础,用计算机代数系统编程,导出以联接刚度为未知量的方程,输入杆件纵向振动的第二阶固有频率,从而识别出杆件的联接刚度,并通过实验来验证该法的正确性。

“П”型井架背部杆联接刚度对其动力特性的影响

以一个实际井架 (ZJ2 0 )作为算例 ,探讨了背部腹杆联接刚度对“П”型井架系统动力特性的影响 ,研究了背部腹杆节点在空间铰、柱形铰和刚性三种理想联接方式下井架系统的动力特性 ,给出了前 6阶模态和自振频率。揭示出当背部杆节点在空间铰与刚性联接两种极端情况之间变化时 ,井架系统前 6阶自振频率可发生 2 7%～

基于模态试验的螺栓联接刚度识别与应用

使用模态测试和有限元优化相结合的方法获取了螺栓联接的等效刚度。对处于安装状态的光栅尺支架进行模态测试,获取前两阶模态参数;基于该模态参数,通过有限元优化获取螺栓联接的等效刚度;将该等效刚度应用到光栅尺支架的结构拓扑优化中,通过对比固定螺栓孔的拓扑优化结果,证明了获取螺栓联接等效刚度的必要性。

卧式加工中心立柱与滑块的联接刚度分析

卧式加工中心的立柱是影响机床静、动态性能的重要部件之一。以某卧式加工中心为例,分析了机床立柱与导轨滑块之间在不同联接刚度条件下的整机静、动态性能,并结合现有参考资料总结了一种计算固定结合面刚度的方法。

加工中心立柱与床身螺栓联接对立柱静刚度的影响

建立了DVG850高速立式加工中心的简化模型,对立柱和床身之间的螺栓连接进行了研究,通过ANSYS workbench模块得出了不同螺栓直径和凸缘厚度配合下立柱的100组位移数据。建立了螺栓直径-凸缘厚度-整机静刚度的三维曲面图、螺栓直径为27mm时的凸缘厚度-整机刚度曲线图,并进行了分析。通过对数据和图谱的分析,得出了螺栓直径和凸缘厚度对联接刚度的影响规律,并找出了最佳的几组配合。利用数值分析方法拟合出相应配合的函数,为螺栓连接的配合选择提供了理论依据,也对其他的连接刚度分析起到了一定的指导作用。

机床工作台滚珠丝杠高速驱动系统精密定位机械特性研究

文章提出了机床工作台高速运动定位过程中,存在着加速状态时由滚珠丝杠驱动时工作台弹性变形和工作台与滚珠丝杠联结件刚度引起定位精度误差的问题。对滚珠丝杠和工作台结构在高速运动下受力状态进行分析建立了力学模型。

聚氨酯粘着性能的实验研究

用生物摩擦学实验系统研究聚氨酯材料的化学成分、试样连接刚度、试样间初始接触角等在不同法向载荷的粘着性能。结果表明,聚氨酯的化学成分对其粘着性能有重要影响,在多羟基化合物与MDI(二异氰酸酯)的组分比为1:2时,粘着力最大。连接刚度是影响粘着性能的另一主要因素。软连接情况下,不同接触角时,同样粗糙的表面上,材料的粘着性能相差不大。不同粗糙度的表面间的粘着力差异显著。刚性连接情况下,粘着力随接触角的增加而减小。在较光滑表面上降低的幅度大于粗糙表面上的幅度。上述实验结果为仿生足掌的设计提供了重要数据。

大型设备模态分析中联结部位处理研究

为了更加快速、准确地对螺栓等联结部位进行模态分析,研究了ANSYS软件中的相关算法。对某大型复杂设备应用共节点、接触算法和轴承单元分别处理了螺栓、轮齿、滑动轴承联结部位,进行了前100阶模态频率的仿真计算,并与实验结果进行了比较,比较结果表明:应用这些处理方法,其计算结果相对误差较小,振型一致。相对于传统处理方法能节省大量前处理时间,保证较高的计算精度,提高了分析效率。

高强螺栓强度计算方法研究

从螺栓联接结构的刚度计算、力作用点的影响、螺纹压陷等方面,分析了高强度螺栓强度计算需要重点考虑的关键因素,总结了单个螺栓强度的一般计算步骤,同时给出简捷有效的螺栓疲劳强度计算公式。

紧螺栓联接的非线性计算理论

在实验的基础上，建立了在受轴向载荷紧螺栓联接中，被联接件的受力与变形的非线性方程。导出了各项计算公式，并通过实例对传统的线性理论与非线性理论进行比较，结果表明非线性理论较为符合实际。

机翼多外挂布局颤振设计的工程方法

机翼多外挂布局颤振设计是在不改变机翼结构的条件下，对各外挂物的弦向布局位置和外挂联接刚度(包括侧摆、俯仰及偏航刚度)进行设计，使颤振速度在满足给定的约束条件下最大。相对机翼单外挂颤振设计，进行机翼多外挂布局颤振设计更易出现颤振分支改变等问题，使得多外挂颤振优化设计难度增大，针对这些困难，提出了一种机翼多外挂布局颤振优化设计的工程方法。方法利用单外挂设计的技术和程序，将多外挂设计转化为多步单外挂设计的迭代。算例表明，这一方法是可行的，优化后模型的颤振速度提高了27．6％。