大型复杂机械节点导入建模及有限元分析

针对一般有限元软件在大型复杂机构建模和划分网格方面的局限性,提出了节点导入有限元建模法。采用三维建模软件建立节点布局图,并提取源坐标数据,结合有限元分析软件建立有限元模型,同时完成网格划分,并成功地将此建模方法应用于大型振动筛的建模与分析。结果表明,这种建模方法使计算和存储大为简便,可为设计人员提供设计参考。     

自动进料快速对心数控自动破竹机研制与试验

[目的]针对竹材工业备料工段竹材破竹共性工序依靠人工,存在加工效率低、劳动强度大、安全性能差、分片精度低等问题,研制了自动进料快速对心数控自动破竹机.[方法]采用设计分析法,阐述了自动破竹机开发理念、机械设计原理,详述了关键部件的设计,构建了自动进料快速对心数控破竹机整体机械结构,绘制了三维模型,介绍了整机设备的总体控...     

机车轴箱双列圆柱滚子轴承损伤-振动模型及有限元模型的建立

课题组梳理、分析了前人对轴承退化过程的研究,在此基础上有针对性地提出了机车运行损伤-振动的耦合过程。通过振动微分方程导入可量化的损伤因子,初步得到与损伤相关的振动退化模型;对轴承退化过程进行了详细分析,包括轴承游隙与载荷分布的相互影响关系、内圈裂纹对轴承载荷分布的影响、载荷分布对内圈裂纹扩展的影响。同时利用VB语言编制了轴承载荷分布计算程序,提高了研究效率。根据运行的高速铁路轴箱轴承样品相关参数,建立了研究对象的损伤有限元模型,并得到了初步仿真结果。仿真结果表明：损伤裂纹两端出现了最大边缘应力值,内外圈滚道两端也有应力尖峰;裂纹改变了原有滚道接触应力走势与最大应力值,对接触应力造成直接影响。     

装配式地下粮仓钢板-混凝土组合仓壁轴压受力性能分析

为了研究装配式地下粮仓钢板-混凝土组合仓壁的轴压力学性能,该研究在仓壁试件轴压试验的基础上,对仓壁试件进行非线性有限元分析,模拟试件加载的全过程,进一步分析试件及其组件在加载过程中的受力性能及工作机理,并对钢板强度、混凝土强度、距厚比等不同的参数影响规律进行了分析。结果表明：有限元模拟结果与试验结果吻合较好,在最大试验载荷5 000 kN时模拟轴向压缩总变形与试验平均轴向压缩总变形相对差值为4.2%,建立的有限元模型适用;在弹性阶段仓壁预制块部位混凝土和接头部位止水钢板分别承担了79.7%和50.9%的荷载,峰值荷载主要由混凝土和传力钢板决定,达到峰值荷载后接头部位止水钢板承担更大的荷载,增强止水钢板可以改善试件的延性;相较钢板强度、距厚比和止水钢板厚度,混凝土强度对仓壁试件的初始刚度和峰值荷载影响最大,混凝土强度、钢板强度、距厚比和止水钢板厚度对峰值荷载回归得到的回归系数值分别为0.910、0.154、−0.005和0.301;止水钢板的强度和厚度较小时,试件易发生脆性破坏;结合设计参数分析中得到的荷载-变形曲线,提出2种荷载-变形模型曲线,进一步提出装配式钢板-混凝土组合仓壁轴压峰值荷载简化计算式,得到的计算峰值荷载与有限元峰值荷载相对差值均不超过9%,计算结果具有较高的精度。研究结果可为装配式地下粮仓仓壁的工程设计提供指导和参考。     

含单纯凹陷的X70管道承压能力评价

为评价含单纯凹陷的高钢级管道极限承压能力,通过有限元模拟分析了凹陷形成过程及水压试验中钢管的变形情况,并开展了含单纯凹陷管道全尺寸水压爆破试验及应变测试。基于全尺寸试验结果,从含单纯凹陷管道的爆破压力、回弹量及应变变化等方面对有限元分析结果进行了验证。结果表明:高钢级管道凹陷形成过程及水压试验过程的有限元分析与试验结果趋势一致,且误差小于10%,说明对含单纯凹陷管道的模拟是准确的。深度为15.9%D(D为管道外径)的凹陷管道爆破压力为38 MPa,高于理论计算的无缺陷钢管爆破压力(31.2 MPa),说明试验单纯凹陷对管道承压能力未产生不利影响。研究成果为高钢级含凹陷管道的理论分析提供了技术支持。(图12,表1,参22)     

基于植物工厂条件下LED灯源热环境分析

为研究人工光型植物工厂中发光二极管(light emitting diode,简称LED)灯源系统对周围温度环境的影响,基于植物工厂实验室现有组合灯板相关参数,通过专业热环境分析软件Icepak对LED灯源周围温度场和流场进行仿真研究。研究结果表明,LED灯源周围的温度场在点位距离为0～5 cm范围内呈现较大的变化,大于5 cm时随点位距离增加温度场对周围的热环境影响则趋于稳定。由于原有灯板由不同色光源组成,且排列组合呈不对称现象,导致温度场呈现向右上端偏移现象。通过模拟分析得出的一系列现象,可为种植方位选择提供合理的参考意见。     

半挂牵引车车架异常断裂原因分析

建立了以板壳单元为基本单元的半挂牵引车车架有限元分析模型,针对半挂牵引车在使用过程中车架异常断裂问题,应用NASTRAN有限元分析软件对车架强度进行了静态及模态分析。有限元分析结果表明,车架断裂现象是由于第4横梁与纵梁连接铆钉处和侧翼板前部的第1个铆钉连接处,应力值已大于或接近材料的最小屈服强度,及在该处出现较大的交变应力而产生的。有限元计算结果与实车车架断裂结果相吻合,证明所采取的建模方法和分析方法是可行的。根据实际工艺要求,给出了该车架结构的改造方法,实际改造结果表明改造方法是非常有效的,断裂区的强度有明显提高。与原结构相比,在弯曲和扭转工况下,最大应力值分别下降38%和57%。     

曲轴圆角应力的影响因素

利用有限元分析的方法,详细讨论了单缸柴油机曲轴的曲柄形状对曲轴最危险截面应力的影响,通过多种设计方案的计算比较,使曲柄圆角处的应力峰值下降11.25%。其中,一种设计方案已用于S1115X120单缸柴油机,并在大批生产中得到验证,证明该方案是行之有效的。     

矩形薄腹梁渡槽槽墩温度应力分析

南水北调中线穿黄矩形薄腹梁渡槽方案中，渡槽下部采用薄腹空心墩混凝土承台。在温度荷载与其他荷栽组合时，槽墩的应力情况应得到充分的重视，为此，采用稳定温度场，对槽墩结构进行分析，以解决渡槽槽墩运行期温度应力问题。     

农用运输车车架强度

在建立农用运输车车架强度计算的力学和数学模型基础上，通过有限元计算和电测试验，找出了车架应力分布规律，确定了车架的危险部位，指出了合理设计农用运输车车架强度方法，计算结果和试验结果吻合。