多轴转向架焊接构架焊缝应力集中分析与寿命研究

利用美国ASME-2007标准中的结构应力法和有限元数值分析技术,研究某多轴转向架焊接构架焊缝结构应力分布规律,指出在垂向斜对称载荷工况作用下构架应力集中发生部位;以降低焊缝应力集中为出发点,对焊接构架结构进行改进设计.构架改进结构后焊缝结构应力幅值降低,疲劳寿命显著提高.     

柴油机曲轴的三维形状优化

采用序列线性规划算法对16V240ZJ柴油机锻钢曲轴圆角进行了形状优化设计。优化的目标函数是最大应力最小,设计变量是圆角附近设计单元控制节点的坐标。优化结果完全满足曲轴设计与制造工艺的要求。     

某柴油机曲轴三维有限元分析与优化

曲轴不仅是柴油发动机中最重要的零件,也是承受载荷最大的零件,柴油机的耐用程度和可靠性与其密切相关。在有限元法的基础上,通过Pro/E和ANSYS的接口先在Pro/E中建立曲轴几何模型,将模型导入ANSYS中,对曲轴模型载荷和约束边界进行处理和简化,对三种不同约束条件下的应力及应变进行分析确定最优约束条件,并通过分别对不同的曲柄圆角大小、厚度和轴颈重叠度的计算分析确定最佳优化方案。     

多工况载荷下机车排障器拓扑和尺寸优化设计

为优化某内燃机车排障器的结构性能和轻量化设计,对其进行多工况载荷下的拓扑和尺寸优化设计.运用OptiStruct软件对排障器进行基于变密度法的结构拓扑优化设计,确定排障器加强肋板的分布.随后,在拓扑优化的基础上运用尺寸优化设计方法对其进行轻量化设计,并对优化后排障器的强度和质量进行分析比较.对比得出,优化后排障器在两工况下最大应力降幅明显,均超过20.00％,质量减轻9.29％,结构应力分布更加均匀、合理,轻量化效果明显,为某内燃机车排障器设计提供了可行方案.     

考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法

为了提高轨道车轮的结构性能, 利用渐进结构拓扑优化方法(ESO)建立了轨道车轮的结构优化模型; 以双S型轨道车轮为设计蓝本, 分析了轨道车轮的辐板设计域, 提出了轨道车轮在多工况作用下的渐进结构拓扑优化方法; 介绍了利用渐进结构拓扑优化方法实现结构应力均匀化的优化思路; 根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5:2003)标准, 分别考虑了轨道车轮在直线工况、曲线工况和道岔通过工况, 不仅获得这3种典型工况共同作用下的拓扑优化结构, 而且还获得了3种典型工况依次作用下的6种拓扑结构; 对比了优化前后车轮辐板的应力, 并利用有限元工具验证了优化后车轮的辐板应力特性, 证明渐进结构拓扑优化方法的正确性和有效性。研究结果表明: 利用渐进结构拓扑优化方法对轨道车轮的拓扑优化是适用的; 在车轮质量不增加的前提下, 优化后车轮辐板的厚度增加且不等厚, 有效地减小应力集中, 降低结构应力; 对比原双S型车轮, 优化后6种车轮模型的结构性能均有所提升, 分别提高了16.6%、20.7%、22.5%、21.3%、20.1%和19.5%, 其中, 方案3的优化车轮在3种工况下辐板处的最大结构应力分别降低了4.0%、14.5%和6.7%。研究有助于轨道车轮结构强度的提高, 并对多工况耦合作用下轨道车轮结构优化具有重要的参考价值。      

沥青碎石联结层的设计参数分析

为确定沥青路面柔性基层与半刚性基层的复合基层合理结构,利用BISAR程序,通过变化面层厚度、柔性基层与半刚性基层厚度,对复合基层沥青路面进行结构内力响应分析,并建议设计参数。同时,对重载作用下复合基层路面结构力学响应进行分析,计算不同轴载作用下,路面各层底应力、各结构层的顶面压应力及层面剪应力,并对其分布规律进行探讨。     

氮化曲轴强度的研究

通过对曲轴材质的试棒的弯曲应变进行测试和计算,求得了表面层的弹性模量,并以内燃机车用16V240ZJB型柴油机为例,对表面氮化和不进行表面处理的两种曲轴单拐,分别进行了精细计算,计算模型中单拐采用壳与块两种单元模拟,表面层用薄壳单元模拟,壳单元边长仅1 mm×1 mm,厚度仅0.2 mm,很好的模拟了表面层.计算求得的单拐应力分布完全符合规律,最大应力产生在主轴颈圆角部位,其值与实测相比误差为6.3％.     

汽车驱动桥壳的有限元分析与轻量化

利用CATIA软件建立驱动桥壳的三维模型,选取桥壳的最大垂向力、最大牵引力、最大制动力、最大侧向力和最大静应力典型工况,并施加相应的约束和边界条件,在Hyperworks中对桥壳进行有限元结构分析。分析结果表明,桥壳的强度及刚度性能满足要求。在最大静应力工况下,运用Optistruct优化模块对驱动桥壳的盘面和板簧座进行结构优化,优化后桥壳的应力集中位置得到转移和分散,桥壳应力分布较均匀,实现了桥壳的轻量化。     

基于刚柔耦合的泥浆泵曲轴疲劳寿命分析

分析了泥浆泵曲轴的典型工况,建立了泥浆泵曲轴的几何模型,利用有限元软件对模型进行模态分析。基于Adams建立曲轴的刚柔耦合模型,通过动力学仿真获得曲轴的应力云图和疲劳载荷谱。利用MSC.Fatigue对曲轴进行全寿命分析。计算结果表明曲轴的疲劳性能够满足要求,为泥浆泵曲轴的设计提供了新思路和方法。     

基于DEFORM的空压机曲轴圆角滚压过程仿真与分析

应用DEFORM软件对曲轴滚压模型进行滚压过程的数值模拟,研究在滚压过程中危险部位的滚压应力和残余情况,以及滚压参数(滚压圈数、滚压速度、滚轮半径等)对残余应力的影响;接着对曲轴模型进行疲劳强度分析,研究其在受载情况下轴颈部位的应力变化情况。研究表明:圆角滚压技术是提高曲轴疲劳强度最有效的方法,不仅可以降低曲轴表面粗糙度、提高硬度,还可以减少应力集中、降低成本、提高生产效率。     

轴压力对钢筋混凝土悬臂柱水平侧移的影响

根据现行规范给出的预应力混凝土受弯构件短期刚度公式和普通受弯构件短期刚度公式,推导出了有轴力作用下和无轴力作用下的悬臂柱开裂弯矩、开裂前截面刚度和开裂后截面刚度的计算公式;在对钢筋弹性模量与混凝土弹性模量比、截面配筋率、截面有效高度和整截面高度比以及轴力大小等可影响轴力作用的一些参数因素进行分析的同时,得到这些因素对轴力作用的影响程度以及各因素间互相作用或制约的影响关系等定性规律。最后,通过悬臂柱的算例可发现,有些情况下,轴力对构件或结构的侧移可产生明显的有利影响。     

轴压力对钢筋混凝土悬臂柱水平侧移的影响

根据现行规范给出的预应力混凝土受弯构件短期刚度公式和普通受弯构件短期刚度公式,推导出了有轴力作用下和无轴力作用下的悬臂柱开裂弯矩、开裂前截面刚度和开裂后截面刚度的计算公式;在对钢筋弹性模量与混凝土弹性模量比、截面配筋率、截面有效高度和整截面高度比以及轴力大小等可影响轴力作用的一些参数因素进行分析的同时,得到这些因素对轴力作用的影响程度以及各因素间互相作用或制约的影响关系等定性规律。最后,通过悬臂柱的算例可发现,有些情况下,轴力对构件或结构的侧移可产生明显的有利影响。     

一种新的焊接构架疲劳分析方法

为了在多工况下进行焊接构架多轴应力的疲劳强度评估,在直接法和投影法的基础上,将二阶张量坐标变换的性质应用于构架的多轴应力疲劳评估,提出了张量法.该方法将多轴应力转换到同一坐标系和同一截面下,根据获得的最大应力和最小应力进行疲劳评估.以某型转向架焊接构架为例,建立了该构架的有限元模型,计算结构在多工况下的应力,并用直接法、投影法和张量法计算了焊接构架的疲劳强度. 通过临界面法和Ncode软件的计算,验证3种方法的合理性.结果表明:考虑多轴应力方向的张量法明显优于另外两种方法,与Ncode计算结果误差最小,为4.42%.      

发动机曲轴瞬态分析及形状优化

对曲柄连杆机构受力进行了分析,建立了以曲轴为柔性体的曲柄连杆机构多体动力学模型并对其进行瞬态分析,得到曲轴应力随时间的变化曲线及其最大爆燃压力时应力分布图。对曲轴主轴颈与曲柄连接处进行形状优化降低应力,优化后模型应力低于许用应力,满足强度要求。     

南茅运河船闸双向人字门背拉杆预应力优化分析

增设人字门背拉杆并施加预应力对提高人字门抗扭刚度至关重要.利用ANSYS软件对双向挡水人字门在重力作用下自由悬挂和风、水压力作用下开关门运行以及单根背拉杆承受单位预应力等工况下的应力和位移进行数值模拟,得到人字门相应工况下的应变应力规律.通过建立背拉杆预应力优化模型,求解得到多组双向挡水人字门的背拉杆预应力优化解,并校...     

某新能源汽车变速器箱体强度分析

采用有限元法对某新能源汽车变速器箱体在倒车、反拖、高速及加速工况下进行强度分析,得到不同工况下的应力分布,结果表明其在倒车工况下不满足强度要求;对箱体结构进行改进,最终使其满足使用要求。     

柴油机配气挺柱运动学及应力分析

针对某型号柴油机的配气挺柱,计算其在额定工况下的速度和加速度曲线.采用多体动力学方法,结合Hertz理论和有限元分析方法,确定挺柱在怠速工况和额定工况下的最大Von Mises等效应力值和危险位置.结果表明,挺柱在工作中的危险位置在挺柱颈部,应力集中处的应力值大约是柱身应力值的3倍.针对挺柱在设计中未考虑到的问题,对挺柱的结构在允许的范围内加以优化,使应力能够较为均匀的分布在挺柱上.在相同条件下进行对比模拟后发现,新结构能够有效改进挺柱应力集中问题,从而增加挺柱寿命.     

12V180内燃机连杆的强度分析

连杆在内燃机的运行中起着非常重要的作用,其工作环境要求其具有很高的强度和可靠性.运用ANSYS软件对12V180内燃机连杆进行强度分析,确定其在危险工况下的应力分布,找出强度的薄弱环节,为连杆结构的改进和设计提供理论依据.     

计入列车制动力的大跨度公铁两用斜拉桥极限状态研究

以天兴洲公铁两用斜拉桥为例,建立有限元模型,考虑了制动力作用的极限状态.采用以线型控制的索力迭代分步算法确定斜拉桥成桥索力,按照铁路和公路工程结构可靠度设计统一标准,分析、计算和比较了5种荷载工况的作用效果,确定出最不利荷载工况.计入几何非线性影响,进行斜拉桥承载能力和正常使用极限状态分析.利用Ansys参数化设计语言进行后处理,研究斜拉桥在承载能力极限状态下主要构件的应力水平和应力分布.     

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.