库仑摩擦接触问题的位移—力混合接触单元

针对Ｃｏｕｌｏｍｂ摩擦接触问题的位移－力混合接触单元，为了防止接触面嵌入量太大，对于粘接状态在修正接触边界法向位移的同时，提出了一种修正切向位移的方法，为了利用ＦＥＭ软件包的求解器，将接触单元滑动接触状态的单元刚度矩阵作了对称化处理，从而达到整个问题的总刚对称；这就很好地解决了有间隙接触问题。实例验证结果表明，所提出的方法是有效的，可行的。     

用边界单元法解摩擦型弹性接触问题

用边界单元法求解有摩擦弹性接触问题时，通过分析接触的基本形式，得出各种接触状态下的接触条件，将弹性体的边界积分方程离散，并与接触条件耦合得到接触问题的边界元离散线性代数方程组；采用迭代计算方法求出求解问题全部边界上的位移和接触压力的分布。     

考虑薄层连接单元的桩-土-结构动力有限元分析

考虑土和结构物的动力相互作用时，两者之间的接触状态必然对基础和结构反应产生影响．通过假定桩土接触面薄层单元本构关系特征，人为地在两种不同材料交界面上引入一种位移间断面，并采用有限元方法将其位移及刚度反应到桩土子结构中．文中给出了桩-土-上部结构动力有限元平衡方程．计算分析表明，考虑薄层单元接触效应与假定桩土位移一致协调条件下所得的动力反应结果是有一定差异的     

基于离散单元法的土壤力学接触模型的建立

简述了离散单元法的发展现状,介绍了目前离散单元法的应用情况,分析了离散单元法在土壤行为中应用的可行性,指出离散单元法应用于土壤这样的多相不连续复合体系中,以离散单元的总体行为来描述土壤动态行为具有独特的优越性,提出了在离散单元法前提下建立土壤力学接触模型的方法。     

桩-土三维等厚度接触单元模型及其应用

根据桩侧土的剪切非线性性质,推导了桩-土三维等厚度接触单元的单元刚度矩阵,并以某工程实际的层状地基为例,研究讨论了在竖向荷载作用下不同厚度接触单元工作性状的影响.结果表明,所提出的接触单元能够很好地模拟在竖向荷载作用下桩与桩侧土体之间滑移破坏的发展情况.     

桩-土三维等厚度接触单元模型及其应用

根据桩侧土的剪切非线性性质，推导了桩一土三维等厚度接触单元的单元刚度矩阵，并以某工程实际的层状地基为例，研究讨论了在竖向荷载作用下不同厚度接触单元工作性状的影响．结果表明，所提出的接触单元能够很好地模拟在竖向荷载作用下桩与桩侧土体之间滑移破坏的发展情况．     

接触单元法在混凝土心墙土石坝有限元分析中的应用

为研究混凝土心墙土石坝中混凝土心墙与土石坝坝体之间的摩擦接触对心墙、坝体应力应变的影响,文章以某混凝土心墙土石坝为例,采用ANSYS有限元分析软件建立二维模型,引入点点接触单元模拟混凝土心墙与其周围土体间的接触问题,研究了心墙与坝体的受力特性,并将其与不考虑心墙与坝体之间摩擦接触的情况比较。结果显示,点点接触单元可以模拟心墙及其周围土体间的接触面,且引入接触单元后,心墙、坝体的受力均减小,运行期心墙的受力减小最明显。     

平面弹性接触问题的光弹性-数值组合解法

利用光弹性 -数值组合解法对平面弹性接触问题进行了研究 .利用边界积分方程 ,结合接触状态 ,形成接触问题的系统方程 .采用增量迭代的方法 ,通过计算程序求得数值解 .由光弹性实验得出实验解 ,并将此解与数值解进行比较 ,结果相近     

平面磨削接触长度的实验研究

采用临界接触状态技术、热电偶技术和三向压电晶体测力仪分别在线测量了不同磨削工况下砂轮-工件的接触长度、磨削温度和磨削力.实验结果表明,实际接触长度远大于几何接触长度,且两者之比与磨削工况密切相关.讨论了磨削参数、砂轮、工件材料、磨削方式、磨削温度和磨削力等因素对接触长度的影响,分析了各自对接触长度的影响机理.随着磨削温度升高、磨削力增大,导致工件和砂轮的变形增大,进一步导致接触长度增大.     

人造板厚度激光非接触测量研究

厚度是人造板重要参数之一,随着人造板工业的高速发展,对人造板厚度的测量精度和检测方法也提出了更高的要求。采用上下2台激光传感器对人造板厚度进行了静态和动态非接触测量试验研究,提出了上下2激光传感器间距的标定方法,认为人造板厚度激光非接触测量是完全可行的。在被测板材静止状态下,激光检测厚度与板材厚度实际值之间误差非常小;在板材移动状态下,可以实时得到板材激光检测厚度值。     

可独立操作半自动轨道式割胶机设计与分析

针对当前我国割胶机成本昂贵、作业难度大等问题,设计了一种可独立操作半自动轨道式割胶机,其机构简单、便于操作.利用Solidworks软件对割胶机进行总体设计,并对导轨装置、行走机构和切割装置进行参数化实体建模,将整机关键零部件导入Solidworks simulation,利用模态频率、静应力、载荷算例进行有限元结构分析,得到前5阶频率振型及应力、应变、位移云图.分析结果表明,振动变形主要发生在抵触杆与橡胶树表皮接触位置,且在小振幅和低阶模态频率(其值达到11.95 Hz)时,导轨装置与行走机构不会产生共振,行走机构没有出现明显的应力、应变集中,但导轨内壁的导向轮容易产生较大的位移变形;L型割胶刀上表面的Mises应力沿切应力方向递增时,割胶刀拉扯阻力将沿相同方向增大,但位移变形量不受影响.本分析为割胶机的设计和改进提供了方法和依据.     

任意角铺设复合材料层合板位移及层间应力有限元的计算

利用基于整体-局部位移假设的1,2-3高阶理论的位移有限单元,对任意角铺设复合材料层合板位移及层间应力进行数值计算,计算结果表明,基于此高阶理论的位移有限单元不仅能很好地计算层合板位移,也能较好地计算横向剪切应力。     

小湾河水库混凝土面板堆石坝应力应变计算分析

采用有限元分析法,选取秦安小湾河混凝土面板堆石坝坝体典型剖面,利用ANSYS软件建立模型和划分网格,模拟工程实际分期、分级施加荷载,在竣工期和蓄水期2种工况下进行二维有限元应力应变计算,分析了不同工况下坝体最大垂直位移和上下游最大水平位移,坝体最大大、小主应力,面板顺坡向应力及周边缝剪切、拉伸位移的情况.结果表明:垂直位移的变化不如水平位移的变化明显,坝体的应力水平均不高,周边缝的拉伸位移和剪切位移都较小,面板变形协调,坝体位移及应力应变满足安全要求.依据工程实例,此方法计算精度满足要求,方法简便、成果直观.     

基于有限元法的农用车辆发动机连杆动静态态特性分析

连杆是农业车辆发动机的重要组成部分,由于农业车辆作业强度大,连杆作业过程中其结构、位移及应力变化严重影响作业性能。针对以上问题,本文以某厂生产的内燃机连杆为研究对象,利用三维建模软件NX10.0建立连杆组模型。采用有限元法对连杆杆身,大头轴瓦,小头衬套进行受力分析。研究表明:连杆受拉伸载荷时最大应力为199Mpa,受压缩载荷时最大应力为230Mpa,且在杆身两侧会发生翘曲变形,最大变形量为0.03mm。对连杆在自由模态和预应力模态下进行了动态特性分析,在设置了相同的接触条件和约束条件下,得到自由模态下前10阶的振型和预应力下前6阶的振型,发现变形总是在大、小头处,杆身与两端的过渡处,杆身的中间部位。本文研究结果为指导连杆组及发动机设计提供理论依据。     

热力架空管道的位移计算

热力架空管道系统在石油化工和城市供热工程中得到广泛的应用，原先热力架空管道的计算没有考虑到位移的非线性因素，不能正确地反映管道和支座的实际受力情况，现结合热力架空管道和支座的受力情况，给出了力学的计算模型，对作用在热力架空管道的载荷进行了分析，结合有限元法和变弹簧系统迭代法，用有限元迭代计算管道的位移，计算结果表明，分析热力架空管道必须考虑位移的非线性因素，同时必须正确考虑支座摩擦力的影响。     

齿轮动态接触应力有限元分析

为研究齿轮啮合过程中齿轮副各部位的应力分布,利用有限元法,对渐开线齿轮在移动荷载作用下的应力情况进行了分析计算,分析中考虑了接触应力和接触面积的关系,并将移动荷载进行了简化。结果发现,有限元计算后,经过数据处理,得到了各接触点的应力时程曲线,显示了齿轮啮合过程中齿周围区域的应力分布状态。因此得出结论:轮齿的应力集中主要位于齿根圆角处。在齿轮啮合过程中,此处最容易发生断裂,这将是齿轮主要的失效形式。由此可见,齿轮副应增强齿根强度,以提高其啮合寿命。     

圆弧角板对客车车身L型结构刚度和强度的影响

选择由闭口薄壁矩形钢管焊成的客车车身L型结构,探讨接头加圆弧角板对L型结构的刚度和强度的影响.进行有限元计算和试验分析,结果表明:当圆弧角板直角边长≥38 mm时,位移减小系数≥5%;当圆弧角板直角边长与结构的厚度之比大于1.2时,应力减小系数大于20%;圆弧角板厚度对L型结构的位移减小系数影响较小.     

基于离散元法的旋埋刀辊功率分配特性研究

旋埋刀辊作业功率是研究旋埋机理、优化刀辊结构的重要指标，研究旋埋刀辊各部件间功率分配特性可分析旋埋刀辊作业功率组成。通过土槽试验对离散元法仿真的土壤颗粒模型输入参数进行标定，对比不同接触模型在旋埋刀辊作业过程仿真中效果，并对不同工作条件下旋埋刀辊的功率分配特性进行单因素试验。结果表明：Hertz- Mindlin接触模型和Hertz-Mindlin with Bonding接触模型中对刀辊扭矩较为敏感的输入参数为土壤-土壤滚动摩擦系数和粘结刚度，验证试验显示上述输入参数标定的平均误差小于6.5%；对比两种接触模型的仿真效果，Hertz-Mindlin with Bonding接触模型因引入额外粘结力，与实测值平均误差仅为0.7%，更适合对黏土进行仿真；旋埋刀辊作业功率超过一半来自螺旋横刀，不同工作条件下螺旋横刀功率均占刀辊总功率60%左右，且受前进速度、刀辊转速和耕深影响更大；由旋埋刀辊功率分配特性可知，螺旋横刀对刀辊总功率影响较大，应作为旋埋刀辊减阻降耗研究的重点。     

全膜双垄沟播直插式玉米播种装置双面凸轮的设计

针对全膜双垄沟播直插式玉米播种装置的核心部件单面凸轮控制的穴播杆水平位移不精确、振动较大等问题,设计采用双面凸轮代替。在沟播机虚拟样机基础上,生成双面凸轮内外接触轨迹曲线,由于生成的双面凸轮轨迹在奇点处过渡急剧,会造成凸轮与顶杆运动过程中冲击过大而无法实现设定的运动,甚至卡死,对轨迹过渡奇点段进行了圆弧过渡优化,对优化前后的凸轮在x、y方向位移曲线进行了对比,相应位移量较小。经沟播机虚拟样机仿真,双面凸轮驱动下的成穴器在入土前不会与地面发生干涉;对双面凸轮进行的冲击力和拉力作用下最大形变和应力进行分析的结果表明,双面凸轮在受到最大冲击力和拉力时最大变形量为0.092 mm,且其最大Von–Mises应力均远低于67 MPa,应能满足直插式玉米全膜覆盖双垄沟播机作业需求。