斜齿轮疲劳寿命及节点位移修形方法研究

针对齿轮传动系统疲劳寿命分析困难和修形局限性问题,通过Adams动力学仿真得到时域接触力曲线,并作为模拟分析载荷谱;结合有限元静态求解历程及齿轮材料的S-N曲线,在nCode中解析了斜齿轮副疲劳寿命;在应变分析引导的基础上,提出一种节点位移修形方法,对等分截面节点变形量进行K-Means聚类整合;利用最优象征节点位移的类指基函数拟合方法得到齿廓修正曲线,与轮齿受载产生的变形量高度吻合;相比于传统的直线型修形,疲劳寿命提高16.98%。将齿轮啮合过程中的受力不均载情况通过节点变形反馈,对渐开线齿廓进行有效修正,平衡啮合界面受力分布,延长疲劳寿命。

多节点位移约束拓扑优化的增广拉格朗日法

针对结构承载面抗变形的设计需求,提出增广拉格朗日框架下的多节点位移约束拓扑优化方法.首先,建立以多节点位移为约束、以体积分数最小化为目标的拓扑优化列式;其次,利用增广拉格朗日方法将数量众多的位移约束方程转化到目标函数中,将多约束优化问题转化为无约束优化问题;最后,采用移动渐进线法求解无约束优化问题.数值算例结果表明,与包络函数方法相比,该方法能够进一步减少结构体积,且具有稳健、高效和不受参数影响的优势;与柔顺度最小化列式相比,该方法能够有效地控制局部区域的变形,在如风电叶片结构轻量化设计等工程应用中具有必要性.

基于节点位移法的变耦合区域风力机叶片弯扭耦合效应分析

弯扭耦合风力机叶片可以有效降低叶片极限载荷,但会增加叶片发生气弹不稳定的风险,耦合区域对叶片弯扭耦合性能有重要影响。基于节点位移给出了弯扭耦合系数及等效弯扭耦合系数的定义,将弯扭耦合系数视为叶片整体属性,可以考虑耦合区域对叶片弯扭耦合特性的影响。以NREL 5 MW风力机叶片作为基准模型,设计了变耦合区域弯扭耦合叶片,研究耦合区域、铺层角度和叶片材料对弯扭耦合叶片的变形及其等效弯扭耦合系数的影响。数值计算结果表明,全区域碳纤维叶片弯扭耦合效应最显著;而全区域玻璃纤维-碳纤维混合铺层叶片也可以获得较显著的弯扭耦合效应。

基于余弦法的一类超静定杆结构节点位移计算

针对超静定杆结构节点位移的计算,引入了一类余弦函数解析法,进行分析和讨论,并与常规的能量法、位移图解法相比较,结果得出:此法具有数据结果准确,简明直观等优点.

一维有限单元的节点位移精度

研究高次杆单元和梁单元的节点位移精度问题.首先求出一端固支均匀杆和悬臂梁在任意次多项式形式分布载荷作用下的位移精确解,然后用二次杆单元、五次欧拉梁单元和三次铁木辛柯梁单元求得了节点位移.通过比较有限元解与精确解以及利用静力凝聚方法,发现一次以上杆单元、三次以上欧拉梁单元以及三次以上铁木辛柯梁单元都可以给出精确的端点位移.

一般杆系结构节点位移计算方法的探讨

一般杆系结构节点位移的计算 ,除可以采用能量法、位移图解法、几何解析法和圆方程解析法等常规方法外 ,还可以采用一种新方法—余弦函数解析法 .该方法与其他常规方法进行比较 ,结果表明 :用余弦函数解析法计算杆系结构节点位移具有一系列优点 .

用节点位移的主-从关系考虑扩底桩的端承面尺寸效应

针对桩－土体系有限元数值分析模型中桩端尺寸效应的模拟问题进行了讨论。利用桩端节点位移的主－从关系建立了桩端－土体界面节点位移的约束条件。如果在有限元数值分析中将柱体模拟成梁杆单元集合体并在桩端施加这个约束条件，则可考虑桩端尺寸效应，特别是扩底桩桩端尺寸效应。为了显示桩端尺寸效应的影响进行了数值对比研究。数值结果表明：随着桩端尺寸的增大，桩端土体的塑性区分布及发展有很大的不同，桩的Ｐ－ｓ沉降曲线的差异很大，因此该效应对用数值法计算扩底桩的承载力是不容忽视的。

静定和静不定杆系结构中节点位移的一种计算方法

将速度投影定理推广到弹性杆,通过定义杆的单位向量,建立了杆端点的位移与杆轴向变形的几何关系,用此关系计算杆系结构的节点位移和建立静不定杆系结构的变形协调方程具有程式化和普遍性的特点,避免了绘制位移图和寻找几何关系的繁琐。算例表明该方法的优越性。

《材料力学》轴向拉压中求杆系结构节点位移的解析几何解法

针对《材料力学》中一类求杆系结构节点位移的问题,提出了一种基于解析几何的解法,该方法只需具有解析几何的基本知识,求解圆的交点坐标,就可以顺利完成解题过程。与教材中的"以切代弧"的解法相比,具有易于理解、求解简单的优点。本文解法在一定程度上丰富了解题方法,具有一定的参考价值。

自校正模糊PID控制的FAST节点位移控制方法

为了解决FAST项目中2 400多个节点在相邻节点拉力、外界风力、温度等环境因素的影响下仍能够达到预期运动位置,利用自校正模糊PID控制与改进型论域伸缩方案相结合的方式对FAST节点位移控制策略进行了研究.通过对FAST节点液压促动伺服系统的分析,得出被控对象的传递函数.根据误差和误差变化率的分析,进行控制器的设计,选择合理且有效的变论域伸缩因子,最后利用Simulink对改进算法进行了建模和仿真.仿真分析结果验证了基于变论域的自校正模糊PID控制对FAST节点位移控制的可行性.

一种求解杆件变形与节点位移关系的方法

对于图1、图2这样的杆系,要求出杆件变形与节点位移的关系,一般可用Williot图解法确定;然而这种图解法既使用于象图1、图2这样简单的杆系上也是比较麻烦的。为此我们下边介绍一个简便而准确的方法。

材料力学中拉压杆系节点位移的三种解法

提出了拉压杆系节点位移求解的三种方法。

高大模板碗扣式高支撑体系节点位移模拟研究

碗扣式高支撑体系以其施工方便、承载力高、受力性能良好的优势,在施工中得到广泛应用。但是由于人们对该体系的认识不足,导致近年来我国许多地方模板支撑坍塌事故。文章以碗扣式高支撑体系为研究对象,以实际工程中碗扣式高支撑体系为背景,建立正确的有限元模型,模拟实际受力情况,分析高支撑体系变形情况,提高实际工程中高支撑体系的安全工作。

用能量的观点解决一类支架的节点位移

在工程力学中我们会经常遇到图1所示类型的支架,若AB杆和AC杆均为钢杆,弹性模量E=200GPa,杆AB长L1=2m,其横截面积A1=200mm2,杆AC横截面积A2=250mm2,F=10kN,计算节点A的位移AA’。

梁柱节点翘曲位移传递的分析

考虑柱子和两个正交方向梁的翘曲自由度,再加上传统的节点位移和节点转动等6个自由度,空间框架中刚性连接节点的自由度应该为9个。对常用的梁柱刚性连接节点中的3个翘曲自由度之间的关系进行分析,得到了3个方向的翘曲自由度之间的关系,这些关系能够用于消去梁的翘曲自由度,从而保证一个节点仍然是7个自由度。采用ANSYS板壳有限元分析结果进行的验证表明,提出的公式是正确的。研究表明,目前各种通用软件中采用一个节点7个未知量的方法隐含的梁柱翘曲自由度之间的关系是不符合实际的。

变幅杆位移节点和应变极大位置的关系

针对常见单一形状函数纵振变幅杆,采用解析方法研究了谐振长度、位移节点和应变极大点之间的关系.计算发现在谐振频率下,变幅杆位移节点与应变极大点位置之和约等于其一阶谐振长度.对新型的贝兹曲线变幅杆也做了相应计算,结果验证了该结论的正确性,此结论有助于变幅杆设计计算过程的简化.

位移约束下智能桁架的强度最优控制

针对智能桁架结构,提出了在考虑多点位移约束的情况下,使结构工作应力处于最佳状态的规划法最优控制模型。当结构位移约束起主要作用时,模型可在保证位移约束的前提下,同时尽可能提高结构的承载能力;当结构位移并不重要时,仍可用该模型来提高结构的承载能力。对于复杂结构,为了提高控制效果,可以调整为了满足位移条件而需要的作动器数目及布置方案。文中给出了数值算例,说明该方法的调控能力。

支座位移作用下三边支承矩形板弯曲统一解法

提出了统一的三边支承矩形薄板弯曲挠度表达式 ,可以解决三边支承矩形板在边界发生任意支座位移时的弯曲变形。该方法首先建立切合板边界条件和角点位移的弯曲挠度表达式 ,然后利用级数的正交性将非三角函数在相应区间上展成相应的三角级数 ,并比较级数的各项 ,形成以待定系数为未知项的线性方程 ,最终解决问题。该求解思路清晰 ,收敛速度快 ,计算精度高 ,适用范围广。

覆冰拉线测风塔钢绞线预应力施加方法

拉线测风塔是由直立的桁架结构塔身和沿高度方向斜向布置的数层钢绞线组成的高耸结构。在正常设计和建造的情况下,测风塔结构物发生破坏的概率之高在土工结构物中实属罕见。其中,有不少测风塔的结构破坏是在风荷载和覆冰荷载联合作用下发生的。目前,由于我国对覆冰荷载和风荷载联合作用下测风塔结构整体稳定性方面的研究还不够成熟,所以有必要进行如下研究。应用ANSYS有限元软件建立拉线测风塔模型,根据规范对其施加风荷载和覆冰荷载,通过改变钢绞线的预应力大小,观察塔身的节点位移情况,总结覆冰情况下拉线测风塔塔身位移规律,并最终确定更加合理的钢绞线预应力施加方法。