空气弹簧联轴器刚度特性仿真

通过非线性有限元分析软件建立了空气弹簧联轴器模型,分别利用Rebar单元和Herrmann单元模拟帘线以及气胎胶囊,从而实现对刚度特性的计算。本文分析比较了影响空气弹簧径向刚度及轴向刚度的多种因素,包括结构形式(如气囊对数、气囊容积、气囊高度、气囊有效直径)、气囊帘线材质、帘线层数、帘线的角度、橡胶的材料特性以及气囊初始充气压力等。通过有限元仿真设计方法,对几种影响空气弹簧刚度特性的因素进行了优化,从而确定空气弹簧联轴器的参数。本文不但得到了各参数影响联轴器刚度的趋势,而且得到了各参数下联轴器的刚度值。     

利用MSC. Marc分析气囊结构参数对空气弹簧垂向特性的影响

利用非线性有限元软件Marc的加强筋模型和空腔结构模型,研究了带有增强帘线层的空气弹簧橡胶气囊的垂向刚度特性,通过对空气弹簧气囊的加载过程的模拟分析,得出气囊各结构参数对其垂向拉伸压缩特性的相关影响,为空气弹簧联轴器的设计研究提供了有效可行的手段.     

一种基于囊壁骨架层的气囊隔振器爆破压力预测方法

针对气囊隔振器爆破压力参数所需试验工作量较大且成本较高的问题,以某型JYQN气囊隔振器为例,建立气囊隔振器有限元模型,并分别得出气囊承载特性曲线和帘线拉伸强力特性曲线。对比承载特性试验曲线结果表明,仿真模型精度较好。通过Weibull分布对芳纶帘线断裂强力试验数据进行分散性拟合,将帘线断裂强力期望值代入帘线拉伸特性曲线,得到气囊隔振器预测爆破压力。通过气囊隔振器爆破压力试验验证预测结果的精度,结果表明,结合帘线拉伸特性曲线和帘线断裂强力建立的气囊隔振器爆破压力预测方法精度较高,该方法可用于JYQN系列气囊隔振器爆破压力的预测。     

基于有限元的复合结构气囊隔振器静态特性研究

为进一步降低气囊隔振器垂向和横向刚度,减小其横垂刚度比,提高隔振效果,在气囊下端串联弹性元件形成复合结构气囊隔振器.建立有限元模型对其气压-载荷、垂向静刚度、横向静刚度等静态特性进行研究.为提高分析准确性,用三维实体单元模拟气囊囊壁,并对模型进行优化处理.生产样机进行试验验证,试验结果与有限元结果误差较小,表明该建模方...     

基于三维实体仿真模型的气囊隔振器刚度特性研究

为解决二维轴对称模型或三维壳单元模型准确度不高和后处理空间不足的问题,本文使用Abaqus软件,利用三维实体单元模拟气囊囊壁,使用rebar单元模拟帘线层建立气囊隔振器模型,可有效提高仿真模型准确度,并建立气囊囊体模型对其等效平衡缠绕角进行仿真分析。开展不同载荷下气囊刚度特性试验,对比气囊气压-载荷特性、垂向静刚度等参数仿真计算结果和试验结果,表明仿真精度较好。本文的研究成果对下一步气囊隔振器疲劳寿命与可靠性研究具有一定指导意义。     

新型艉轴密封装置的有限元分析与设计

利用ANSYS软件对新型艉轴密封结构进行了有限元分析。首先利用非线性壳单元、层合壳单元以及实体单元建立了艉轴密封结构的有限元模型,在此基础上确定了弹簧金属片的最大应力区域、得到了弹簧组结构的刚度曲线、补偿量-比压曲线,最后对艉轴密封结构在轴向、径向周期激励共同作用下的振动特性进行了分析,并讨论了弹簧金属片形状及厚度对结构密封性的影响。数值结果表明了该新型艉轴密封结构的实用性。     

膜式气囊隔振器帘线缠绕角度研究

在对某型膜式气囊帘线缠绕结构简化的基础上,运用几何分析和应力计算求得该型膜式气囊帘线的理论平衡缠绕角,并提出等效平衡缠绕角的概念。利用有限元仿真验证理论分析结果的正确性和等效平衡缠绕角的存在性。研究结果为膜式气囊设计与制造中的参数选取和工艺简化提供理论依据。     

长方体形囊式空气弹簧刚度特性

空气弹簧是一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，它利用空气压缩的非线性恢复力和阻尼力来隔离振动和冲击。空气弹簧的刚度是随其变形量而变化的，因而由它组成的系统其固有频率与振幅有关。空气弹簧还具有自动避开共振，从而抑制共振振幅的特性。本文对长方体橡胶－帘布囊式空气弹簧进行了研究，从理论和试验两方面，对其垂向及横向刚度特性进行了探讨。假设空气弹簧的垂向刚度仅取决于内部气压，从工程热力学的气体多变方程出发推导了空气弹簧的垂向刚度。利用线性薄膜理论推导了长方体形囊式空气弹簧的有效承压面积。采用弹性力学的方法，解决了其由帘线交织而成的橡胶囊膜断面的横向切变形问题，推导了横向刚度。并对空气弹簧进行了试验研究。     

气囊隔振器耐压强度研究

目前常用的气囊隔振器主要分为囊式和膜式结构气囊,两者从几何上皆可简化为一种轴对称旋转壳结构.本文以薄壳无距理论建立两者统一力学模型,求解出平衡状态下囊体的内力表达式;建立囊体帘线骨架层复合材料模型,利用应力转轴公式和Tsai-Hill强度理论进行失效分析,推导出气囊耐压强度表达式;为保证囊体耐压强度,优化设计帘线缠绕角,推导出最佳缠绕角表达式;试验结果表明,气囊隔振器的爆破压力与理论计算值基本吻合,验证了理论模型的有效性.研究结果可为气囊隔振器的可靠性设计提供理论指导.     

气囊隔振器囊壁骨架层平衡性研究

气囊隔振器囊壁帘线层满足平衡性时的理论缠绕角度的取值随囊体波纹角变化而变化,导致其帘线铺设时工艺复杂。针对该问题,文中提出取值恒定的帘线最优等效平衡缠绕角的概念,并推导出其计算公式。结合算例理论分析,有限元仿真分析和试验研究,验证了帘线最优等效平衡缠绕角概念的存在性和正确性。研究成果可为气囊隔振器的设计生产提供理论依据和指导。     

下水驳船承受气囊移运货物载荷实时计算

通过分析下水驳船采用气囊方式移运货物时驳船承受的货物实时载荷,给出了支承货物气囊压力的实时计算方法;研究各气囊位置实时确定及驳船受力的计算方法,为实时确定各调节水舱水量,保持驳船与码头位置的稳定提供依据.     

水润滑橡胶艉轴承橡胶轴瓦硬度分区取值后的接触性能研究

出于制造工艺的考虑,传统水润滑橡胶艉轴承轴瓦各处硬度相同.然而,在螺旋桨悬臂作用的影响下,传统设计中轴瓦各处压力分布非常不均匀,如轴瓦艉部压力远大于其他各处压力,从而影响到艉轴承的各项性能.由此,对传统水润滑橡胶艉轴承橡胶硬度取值进行改进,将其橡胶轴瓦沿轴向分为多个橡胶硬度不同的区域.通过试算和分析,合理设置各区域的长度和橡胶硬度.随后,利用有限元软件建立轴系一艉轴承系统有限元模型,其中使用Mooney一Rivlin本构方程模拟橡胶材料,并利用接触单元建立轴与艉轴承之间的接触关系.计算对比了改进前后某水润滑橡胶艉轴承底部轴瓦与轴接触的压力分布等力学指标.相对于传统橡胶艉轴承而言,改进方案的最大接触压应力减小了25.6%,接触区域沿周向增加了5.8°.结果表明,该艉轴承橡胶轴瓦硬度改进方案能够有效改善艉轴承的接触性能.     

船舶避振穴隔振特性研究

避振穴是一种减小船舶尾部振动的重要装置,本文采用基于橡胶材料超弹性和空气压缩性的非线性有限元方法对其进行数值模拟和隔振特性分析。选取Mooney-Rivlin模型对橡胶材料非线性特性进行模拟,建立气体单元模拟加压空气,对一个独立密闭气室结构进行充气过程模拟和振动响应计算,分析气室深度、初始气压和橡胶板厚度等参数对其隔振特性的影响。将避振穴应用于实船尾部模型,验证其对螺旋桨激振力的隔振效果。计算结果表明,避振穴对于船舶尾部减振具有显著效果,但需要留意其在低频共振区引起的响应增大情况。     

船用剖分式橡胶艉轴承接触性能分析

应用Adina软件建立船用剖分式橡胶艉轴承的有限元接触模型,分析在螺旋桨重力作用下,橡胶轴承与螺旋桨接触时的压力、有效应力和位移的分布状况,以及水槽数目对橡胶轴承接触性能的影响。分析表明:由于水槽的存在,导致轴承接触压力和有效应力分布不连续。单个板条接触压力分布呈上凸抛物线,有效应力分布呈下凹抛物线;从轴承尾端到前端,轴承下瓦中间板条的接触压力、有效应力和接触位移,呈先增大后减少的趋势;随着水槽数目的增大,中间板条的接触压力减小,有效应力增加,但接触位移变化则不明显。     

船舶气囊下水运动受力计算及结构强度分析

船舶气囊下水是我国独创的工艺,气囊下水工艺在中小型船舶下水中应用尤为广泛。随着采用气囊下水船舶尺度的增大,下水过程中的不确定因素增多,船用气囊下水的风险也随之增大,因此要解决下水安全问题,就必须不断提高气囊的承载能力和制定更加合理的下水方案。而如今气囊下水多是利用经验进行操作,存在一定的事故隐患,因此运用数值仿真的方法研究气囊下水具有重要的意义和应用价值。     

基于有限元模型的橡胶减振元件性能研究及失效分析

介绍了橡胶减振器Mooney-Rivlin本构关系描述的橡胶材料的非线性弹性特性.通过有限元模型的建立,对减振器静态刚度特性和动态刚度特性进行了研究,得出了减振器刚度失效判据和硬度失效判据.     

气囊在港口工程施工中的应用

介绍顶升气囊、行走气囊、助浮气囊在工程中应用的优点,重点介绍沉箱顶升的几种主要工艺。     

材料和衬套厚度对水润滑阶梯腔尾轴承力学性能有限元分析

建立不同材料和不同衬套厚度的水润滑阶梯腔动静压尾轴承三维实体模型,并用Workbench软件进行有限元力学性能分析.结果表明:轴承材料和衬套厚度对尾轴承的力学性能有比较大的影响.当尾轴承的外圈材料是45#钢,衬套材料为硬橡胶时,轴承具有较好的柔性和最优的力学性能;在设计尾轴承结构时,橡胶层厚度选为20 mm,则不仅具有较好的力学性能,而且还能够节省成本.     

气囊助浮方法在沉箱溜放、拖运中的应用

用气囊助浮法溜放沉箱下水可以在不配备半潜驳设备的情况下,利用既有预制厂的条件,完成预制厂下水滑道尾端水深受限制的大吃水沉箱的溜放和拖运。文中以大连港新港改扩建二期15#、16#泊位水工工程为例,介绍了采用橡胶气囊助浮沉箱下水溜放、拖运的新工法,阐述了气囊助浮沉箱的原理,探讨了气囊助浮沉箱的浮游稳定计算方法。     

鼓型橡胶护舷非线性有限元分析及试验验证

根据材料拉伸试验结果,采用OGDEN三阶模型定义橡胶的超弹性特性,建立鼓型橡胶护舷非线性有限元分析模型,并进行了试验验证和性能分析,结果表明:试验结果和仿真结果具有良好一致性,证明了模型的正确性;护舷的吸能量随着压缩量的增加而稳定增长,反力变化可分为稳定增加、相对稳定、快速增加三个阶段;护舷中的铁片应力分布明显高于橡胶部分,最大应力的变化与护舷反力数值有很大相关性;护舷橡胶部分的MISES应力和最大主应变都随着压缩量的增加而线性增大,在第一阶段最大应力和应变从护舷外表面的上下拐角处转移到护舷中部对称面上,之后,随着压缩量的增加,护舷的最大应力和应变区域在这个对称面上开始由里向外发生缓慢转移。