考虑微凸体弹塑性变形的结合面分形接触模型

基于分形接触理论,建立了考虑微凸体弹塑性变形的结合面分形接触模型.通过对所建模型的数值仿真,直观揭示了接触载荷与实际接触面积间的非线性关系,以及弹塑性变形对结合面接触的影响.仿真结果表明,接触载荷随着实际接触面积的增加而增加,两者呈近似线性关系.同样的接触面积下,接触载荷随着分形粗糙度系数G的增加而增加,随着分形维数D变化的规律比较复杂.弹塑性接触面积占总接触面积的比例随着接触面积的增加而略微减小,同时随着G的增加而增加.弹塑性接触面积所占比例与D的关系是复杂的.弹塑性接触载荷不可忽略,弹塑性载荷占总载荷的比例与粗糙度系数及接触面积无关,只随着分形维数的增加而减小.忽略微凸体弹塑性接触时,接触载荷会略大于考虑弹塑性接触时的结果,误差在5％～60％之间,误差随着分形维数的增加而减小.     

层状地基中超长桩荷载-沉降关系

论文基于超长桩试验资料，提出桩侧广义双曲荷载传递模型以反映桩侧土弹塑性、软化与稳定三阶段工作特性，桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土的非线性变形特性，并引入混凝土的Rusch模型来考虑高荷载水平作用下超长桩桩身混凝土的弹塑性性状，从而建立了与超长桩工作性状相适应的层状地基中超长桩荷载传递分析理论。该理论可用于计算多层地基中超长桩的沉降和极限承载力，也可用于分析层状地基中超长桩的荷载传递规律。计算得到的荷载-沉降曲线与实测的曲线较为吻合，可作为确定桩承载力的依据，经过对工程实例的计算与实测对比分析，证明该理论可靠、方法简单，且具有较好的适用性。     

岩质边坡开挖卸荷非线性弹性本构摸型研究

基于三峡永久船闸高边坡岩体开挖卸荷物理模拟试验结果,假定岩体卸荷应力～应变曲线为双曲线型非线性弹性曲线,据此提出了岩质边坡开挖卸荷双曲线型非线性弹性本构模型,克服了常规弹塑性本构模型假定岩体卸荷阶段应力应变关系为线弹性的缺陷.该模型变形模量采用应力应变曲线的切线模量,其随着岩体应力水平的降低而降低,体现了岩体在卸荷作用下的变形模量的衰减特征.该模型对三峡永久船闸高边坡岩体开挖卸荷物理模拟试验应力应变曲线的拟合程度非常高,表明该模型在理论上可行,同时工程实例的分析也表明该模型在应用上可行.     

液压隔膜泵用环状U型隔膜挠曲变形分析

为了建立新型液压隔膜泵用环状U型隔膜基础理论体系和设计方法,借助Ansys有限元分析软件的非线性分析工具,对其挠曲变形与变形量的关系进行了分析.以液压隔膜泵样机用环状U型隔膜为物理模型,建立了具有几何和材料双重非线性特性的环状U型隔膜的薄壁中空双层壳体有限元模型;在工作范围内,对模型固定支撑端施加固定约束,运动支撑端施加位移约束,内外表面施加面载荷,分析了模型在不同压缩、拉伸位移载荷下的挠曲变形;应用差分进化算法对环状U型隔膜挠曲变形的位移数据进行曲线拟合,通过控制均方差、相关系数和决定系数等判断标准,反复修正拟合曲线,总结了其挠曲边线的运动规律,获得了其挠曲变形曲线的等效解析解,推导了其工作容积理论计算公式;通过工程实例计算,验证了工作容积理论计算公式的可行性,为形成液压隔膜泵用环状U型隔膜工作机理及隔膜结构和优化设计方法提供了理论基础.     

基于ANSYS的钢轨压力校直的研究

基于弹塑性力学针对钢轨的三点压力校直问题进行研究,首先,根据材料的弹塑性变形理论,推导了采用三点压力校直方式校直钢轨所需的校直力的理论公式;然后,利用ANSYS有限元分析软件建立了钢轨校直过程的有限元模型,模拟了75 kg/m钢轨的校直过程,并对结果进行分析。仿真结果表明,校直后的钢轨的挠度明显减小,验证了本文推导的钢轨校直力模型的正确性,通过该模型能较好地预测不同弯曲程度的钢轨所需的校直力,为钢轨校直工艺提供一定的理论指导。     

异形内腔曲面加工装置导轨的结构设计与优化

根据设计要求对异形内腔曲面加工装置导轨结构进行设计,建立了三维几何模型,然后利用ANSYS Workbench对其进行了有限元建模,并进行了强度分析,得到了导轨的最大挠度变形与最大应力。最后对导轨的截面尺寸进行了结构优化,优化后模型的静态特性较之前有了很大的改善,优化后的结果满足设计要求,在满足强度的要求下,降低了导轨的最大变形,减轻了导轨的总质量。     

农用轮式拖拉机平顺性仿真与试验分析

以常发CF700型拖拉机为研究对象,以MATLAB/SIMULINK为研究平台,建立了基于轮胎振动模型的拖拉机1/2整机平面模型。仿真得到了拖拉机以10 km/h车速在D级路面上行驶的振动加速度、轮胎变形量和轮胎动载荷,在GB/T 10910-2004标准规定的较平滑跑道上进行了振动试验,并与仿真的结果进行了对比,结果表明平均误差率为23.2%,在可接受的范围内,为后期研究拖拉机的减振措施提供了理论参考。     

某球型密封中橡胶圈的受力变形研究

为了更合理地提高密封件的安装和压紧的准确性,研究了橡胶变形与载荷之间的关系,建立橡胶与载荷的理论模型,并利用ANSYS建立某球型密封中V型橡胶圈的有限元模型,对接触表面施加不同的载荷,分析橡胶圈在不同面上的变形情况。结果表明,Mooney-Rivlin模型中材料常数C1,C2对变形的影响较小。载荷的变化对胶圈侧表面上的位移变化影响较大,对胶圈上表面的位移变化影响较小,在这种小位移变形下,载荷与位移的关系可以看成线性关系,通过最小二乘法拟合出载荷与位移的关系式,能够更加直观地反应载荷对胶圈在径向方向上的影响,为该密封件的安装和压紧提供理论依据,同时通过仿真分析结果验证了该理论模型的正确性。     

基于ANSYS的汽车钢板弹簧非线性有限元分析

钢板弹簧以结构简单、工作可靠、价格低廉等优点广泛应用于汽车上。其工作过程中的大变形、摩擦、叶片间接触等非线性因素为设计提供了重要参考。通过ANSYS有限元分析软件对汽车钢板弹簧建立了不同摩擦因数的有限元模型,分别对各个有限元模型施加了载荷。载荷的施加分为两步,第一步为预紧力载荷,第二步为工作压力载荷。根据计算出的有限元模型位移云图和等效应力云图,分析了不同摩擦因数对钢板弹簧等效应力和位移响应的影响,为钢板弹簧的设计提供了参考。     

层状地基中超长桩荷载-沉降关系非线性迭代计算方法

论文基于超长桩试验资料,提出桩侧广义双曲荷载传递模型以反映桩侧土弹塑性、软化与稳定三阶段工作特性,桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土的非线性变形特性,并引入混凝土的Rusch模型来考虑高荷载水平作用下超长桩桩身混凝土的弹塑性性状,从而建立了与超长桩工作性状相适应的层状地基中超长桩荷载传递分析理论.该理论可用于计算多层地基中超长桩的沉降和极限承载力,也可用于分析层状地基中超长桩的荷载传递规律.计算得到的荷载一沉降曲线与实测的曲线较为吻合,可作为确定桩承载力的依据,经过对工程实例的计算与实测对比分析,证明该理论可靠、方法简单,且具有较好的适用性.