基于接触非线性理论的250型活塞强度分析

基于有限元方法,对不同方案的模型进行离散化,在Hyper Mesh中根据活塞的最恶劣工况加载,同时考虑热应力、预紧力以及压强等载荷.在ANSYS中进行计算,比较不同活塞模型在相同边界条件下,活塞销座以及螺栓的Von-Mises应力,由于修改了螺栓型号以及活塞销座上螺栓孔的大小,导致活塞裙上螺栓孔附近的应力和螺栓上的最大应力不同,根据计算结果筛选出了最佳的模型方案.结果表明:螺栓开孔尺寸与螺栓杆身应力有一定的相关性,增加开孔尺寸,会有效的减少螺栓杆身应力水平,但随着开孔尺寸增大,螺栓会承受一个额外的弯矩引起的应力,增加开孔尺寸会增加螺栓帽下方的最大应力,计算结果还表明增加开孔对于销座螺栓孔附近应力水平影响不大.     

接触非线性分析及对车下吊装联接结构螺栓可靠性的校验

基于接触非线性理论,使用HyperMesh软件构建了城际动车车下吊装结构的接触有限元精细模型,通过ANSYS软件对吊装结构联接螺栓进行有限元接触分析.分析结果显示:工作工况下,最大螺栓应力出现在螺杆根部,预紧力对螺栓应力影响较大.通过对动车车下吊装结构的接触有限元分析,总结了若干影响接触非线性分析的因素,为铁路机车车辆接触非线性分析提供了若干有益的建模经验.     

钢轨接头应力的有限元分析

利用有限元软件ANSYS建立了钢轨接头的三维计算模型,分析了螺栓转矩变化对接头区钢轨应力、接头夹板应力和螺栓应力的影响.结果表明,对于一般接头,螺栓转矩不应超过600～700N·m;对于"冻结"接头,螺栓转矩的合理范围为900～1000N·m.     

基于接触分析的螺纹连接仿真研究

以M22螺栓为例,通过有限元法按照三维有摩擦的接触模型,对其进行了准静态仿真计算.根据计算结果,给出了螺纹轴向力的分布曲线,以及螺栓和被连接件的应力分布规律,并分析了有限元单元尺寸对应力计算结果的影响.     

基于模态声传递向量的分动器箱体NVH特性分析

以四驱汽车轴间分动器箱体为研究对象,获得分动器箱体的噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness,NVH)特性。建立分动器箱体有限元模型,将分动器箱体有限元仿真模态与试验模态结果进行对比分析;基于Adams构建分动器齿轮传动系统动力学模型,提取分动器工作时轴承处的加速度响应作为激励信号,获得分动器箱体的强迫振动响应特性;采用模态声传递向量(modal accoustic transfer vector,MATV)计算得到分动器箱体结构辐射声场,得到对辐射噪声峰值频率影响较大的模态,对分动器箱体铺设阻尼层。优化前后结果对比显示:对分动器箱体优化后,有效降低了分动器箱体峰值频率处的声压幅值,取得了较好的降噪效果。     

基于FKM的某型转向架轴箱端盖疲劳强度评估

针对某型转向架轴箱端盖螺栓孔处易产生裂纹的问题,使用FKM准则和EN13749标准规定载荷对轴箱端盖的疲劳强度进行评估,结果表明:在标准规定载荷下端盖最大应力超过屈服极限进入塑性变形阶段,应力最大的位置位于端盖螺栓孔与端盖体的过渡区域.分析结果表明:端盖应力过大的主要原因是螺栓预紧力过大;根据FKM准则计算出了轴箱端盖的利用度,并提出了提高材料屈服强度和降低螺栓预紧力相结合的优化方案,仿真结果为解决轴箱端盖裂纹提供了参考建议.     

动车组吊装结构及联接螺栓接触非线性有限元分析

以某动车组制动模块为研究对象,采用空间六面体单元和四节点壳单元混合建模的方式,对整体吊装结构进行8种工况的接触非线性有限元分析,得出制动模块各零部件静强度满足设计要求.利用子结构技术,对吊座螺栓进行不同预紧力情况下的应力强度对比研究,得出预紧力是影响螺栓强度的主要因素,随着预紧力的增加螺栓上的应力值逐渐增大.     

基于节点耦合技术的螺栓强度可靠性分析

针对基于非线性MPC接触方法的螺栓强度可靠性分析耗时长,效率低的问题,提出一种基于节点耦合技术和响应面法的螺栓强度可靠性分析方法.以某地铁司机室座椅连接螺栓为研究对象,首先根据节点耦合技术模拟接触行为建立其有限元模型并进行强度分析;其次将分析结果与螺栓强度的接触非线性分析结果进行对比;最后,参数化座椅连接螺栓节点耦合模型,对设计变量进行中心复合设计,拟合螺栓强度的多项式响应面函数,根据应力-强度干涉理论建立极限状态函数,采用拉丁超立方抽样方法对螺栓强度进行可靠性分析.实验结果表明:可以采用节点耦合技术模拟接触行为,同时,该可靠性分析方法能在极大程度上节省螺栓强度可靠性分析所用的时间.     

高强螺栓作为横向预应力钢筋时的性能分析

高强螺栓主要在钢结构中使用,为研究高强螺栓应用到混凝土结构中作为横向预应力钢筋时的性能,对2个阶梯型试件进行了试验研究.计算了高强螺栓的转矩系数.通过在高强螺栓上粘贴应变花,测得了高强螺栓的实际应力分布,对高强螺栓预拉力计算公式中的剪应力影响系数建议偏于保守的取为1.3.     

轴瓦套张开位移的有限元计算

汽轮机在运行过程中,轴推压轴瓦套,使轴瓦套中产生应力和应变,在上下轴瓦套之间产生的一定的张开量.采用ABAQUS软件,建立有限元物理模型,对实际工况进行仿真,计算出上下轴瓦套之间的张开量,并进行应力分析,确定该工况下所产生的张开量是符合要求的.在建立有限元模型过程中,充分考虑轴瓦与轴、轴瓦与螺栓以及上下轴瓦套之间的接触效应,螺栓的联接和螺栓预紧力的作用.     

复合谐振型非接触电能双向传输模式

针对单级谐振的双向电能传输方式所存在的谐振容量小及器件应力大等缺点,提出一种基于LCL复合谐振的对称拓扑双向电能传输模式.建立了系统的交流阻抗模型,推导了系统输入输出增益,并分析了不同负载下系统的频率响应及不同负载与耦合系数下输出功率特性.在此基础上,给出一种基于能量注入和自由振荡双工作模式切换的输出电压调节方法,并给出一种切换占空比控制方法以保证输出电压的恒定.仿真与实验数据表明:基于双工作模式的双向电能传输模式能有效地实现能量双向传输,输出的电压纹波始终小于0.3 V,同时该模式还具有相对简单、易于实现的特点.      

沥青路面温差发电系统设计分析与试验研究

针对沥青路面集热研究现状,设计了一种利用导热铝片取代水流管网作为载热体的沥青路面温差发电系统,通过构建沥青路面集热数学模型、导热铝片传热数学模型和半导体温差发电数学模型等动态仿真模型,对系统进行理论分析和试验研究,结果表明采用导热铝片作为载热体可以增强沥青混凝土内的热量转移,从而降低路面的温度梯度,减少路面的热应力,同时温差发电模块可将路面热量转化为电能输出,作为城市市政工程用电的补充.     

利用有限元对6200柴油机功率提升前后缸盖强度的对比分析

建立了6200柴油机缸盖的实体模型和有限元模型，利用发动机热力仿真软件、CFD软件与有限元软件的交叉计算为气缸盖的强度计算提供了温度场和传热系数分布等边界条件。在此基础上，对柴油机功率提升前后气缸盖在预紧工况、热-机械耦合作用及爆发-热-机械耦合作用下承受的最大拉应力情况进行了计算分析，确定了各影响因素在缸盖上产生最大拉应力的主要位置。对气缸盖的疲劳强度安全系数进行了计算分析，为生产部门进行柴油机功率的提升提供了理论参考。1000h的可靠性实验证明了计算结果的合理性。     

现代城市多功能地铁换乘站综合体构筑方法

多功能地铁换乘站综合体构筑方法基于笔者发明的地下空间封闭式开挖理念（见《铁道建筑技术》2007—1期）。针对地铁换乘站结构体系的受力特点,在保持地基应力基本平衡及水土分离（地基土“疏干”）的条件下,运用盖挖逆筑法,自上（地面高程±0.00）而下一次性逐层将地铁换乘站主体结构筑成,是一种安全可行、高效环保、利于城市持续发展的好方法,也是具有广阔应用前景的地下空间开发新技术。     

CLC型非接触电能传输系统输出控制

为实现对CLC型非接触电能传输系统输出功率的控制,基于离散映射方法,完成了系统模型的构建,对 周期不动点进行了解析描述,得出软开关频率点的求解方法和不同频率点上输出功率的计算方法,在此基础上, 提出了基于平均功率平衡的控制方法,通过实验对该方法进行了验证.结果表明:通过不同频率点的组合控制, 能够使系统在最大41ms内完成在20~50V之间的双向跳变,以满足不同的系统输出要求,开关器件工作在软 开关状态.      

无线电能传输技术及其在轨道交通中研究进展

用新型无线电能传输技术(wireless power transfer, WPT)为轨道交通供电能够降低牵引供电系统维护成本,提高安全性,是未来重点发展的新型牵引供电技术之一.首先阐述了辐射式、电场耦合式及电磁耦合式三种主要WPT技术的特点,并重点介绍了电磁耦合式WPT技术在轨道交通中应用原理.回顾了国内、外轨道交通WPT技术的研究现状,指出大功率高频逆变器、分段供电技术、电磁耦合机构设计、系统优化和控制、谐振频率稳定控制是WPT技术在轨道交通应用中的几大关键技术及关键问题,并对以上关键技术的现有研究成果进行了总结和分析.分析表明,当前对轨道交通WPT技术的研究应集中在研制大功率高频谐振逆变电源、分段供电技术及系统优化方面,对轨道交通WPT技术传输功率及效率的提高、系统稳定性的提升及工程应用可行性具有重要意义.      

重大件码头钢桁架平台车有限元分析

针对向家坝重大件码头拟采用的三种不同卸船方式拟定平台车三个荷载工况,分别建立其有限元模型.应力和变形数值计算的结果显示工况三为最不利荷载工况.通过是否设置加劲板的应力、变形对比分析,表明加劲板对于提高结构整体刚度、减小受力和控制变形起到极为有效的作用.提出加劲板间隔布置的优化方案,建立优化模型并进行计算分析,其应力和变形均在规范允许值范围内,满足安全性和经济性的要求,验证了优化方案的可行性.     

无接触网供电车辆电磁-热场耦合计算

无接触网供电技术在城市轨道交通中的应用受到越来越广泛的关注，大功率无接触电能传输的实际应用还有许多问题需要论证，其中电磁感应导致的涡流发热问题引起人们的普遍重视. 依据电磁感应原理和传热学，建立无接触网供电车辆感应加热模型，采用有限元法计算无接触网供电车辆热场分布，对不同载荷工况下的车辆的发热情况进行数值仿真，并对采用散热器和风冷两种散热方式的接收线圈的散热性能进行对比研究. 研究结果表明:接收线圈和转向架温度升高明显；随着发射线圈电流增加以及气隙距离的减小，车辆各个部位的温度都有上升趋势；装有散热器的接收线圈最高温度比不含散热器时降低了126.0 ℃，通过改变散热器的传热系数能进一步提高散热器的散热性能；采用风冷散热方式接收线圈温度降低了131.2 ℃，与散热器相比，风冷的散热性能略好，且随着风速增加风冷效果更加突出.      

支主管夹角对X形圆钢管节点轴向传力的影响

为了研究支主管夹角对X形圆钢管相贯节点轴向受力性能的影响，进行相关试验来校验有限元模型，以有限元为手段分析了支主管夹角对X形节点在支管轴力作用下的传力特性和承载力的影响；根据有限元参数分析结果，对支主管夹角较小的节点的承载力提出了改进建议. 研究结果表明:节点试件的破坏模式为相贯线附近主管管壁局部屈曲；当支主管非正交但夹角大于60° 时，节点的传力特性与支主管正交节点的相近，符合Togo模型的假定，现行规范中的夹角正弦的倒数项能精准地反映夹角对节点承载力的影响；但当节点的支主管夹角小于45° 时，其传力特性与Togo模型的假定有较大的差异，夹角正弦的倒数也低估了支主管夹角对节点承载力的提高，对于夹角接近30° 的节点甚至低估了30%；因此建议当夹角小于45° 时，在规范已有的节点承载力计算式的基础上乘以修正系数.      

规划城市轨道交通换乘站时考虑的几个问题

对规划城市轨道交通换乘站进行研究,重点分析几个影响换乘站综合换乘效率的问题：人流导向系统的分析;城市轨道交通之间的衔接换乘;城市轨道交通与其他交通方式之间的合理接驳,总结如何合理有效地完善城市轨道交通换乘站设置,这对发挥城市轨道交通大量、快速、公交化的优势,缓解和改善城市的交通压力具有积极的作用。