空心车轴不同形状比裂纹应力强度因子的仿真研究

空心车轴在运用中可能会出现意外损伤而诱发表面裂纹。应力强度因子是预测裂纹扩展情况的重要参数。本文分析了空心车轴的运用载荷,根据所测载荷谱,采取有限元方法计算车轴横截面的应力分布情况。采用四分之一20节点等参退化奇异单元模拟裂纹前缘的应力奇异性,建立空心车轴表面裂纹扩展的有限元模型,并对裂纹前缘进行离散,实现正交扩展,得到不同步扩展的裂纹前缘。在此基础上对裂纹前缘不同位置的应力强度因子进行计算分析,得出不同初始形状裂纹前缘扩展中的应力强度因子分布规律。计算结果表明,具有不同初始形状的裂纹,随着裂纹的扩展,裂纹形状将趋于某一形状比范围内。与解析方法计算的结果比较,二者基本吻合。     

铁路钢轨钢材应力强度因子的有限元计算方法

对采用普通单元和奇异单元的网格计算应力和位移进行分析,对网格的疏密程度以及奇异单元尺寸和围绕裂纹尖端的奇异单元数目对奇异单元法计算精度的影响进行系统分析,得出各种情况下的计算误差随着相关因素的变化规律,并从精度和效率的角度给出了建议.     

附加应力对轴箱弹簧强度影响的分析

针对轴箱弹簧断裂的故障现象，分析了附加应力产生的原因及对轴箱弹簧强度的影响，提出了改善措施。     

含中心裂纹的压电材料梁反平面问题的应力强度因子

研究了含中心裂纹的压电材料梁在反平面载荷作用下的问题 ,得到应力强度因子的表达式 ,并用边界配置法计算了应力强度因子与截面几何尺寸的关系。结果表明 ,这种半解析半数值的方法具有足够的精确性 ,计算简便 ,有广泛的应用性     

50CrMoA钢界限应力强度因子幅度△Kth的测定分析

对铁路内燃机曲轴材料５０ＣｒＭｏＡ的△Ｋｔｈ值进行测定分析，得到的结果为构件设计提供了一定依据。     

机车弹簧有限元应力分析与凹陷应力集中系数计算

对株洲机车厂设计的高速机车弹簧，运用Ａｌｇｏｒ ＦＥＡＳ有限元分析软件，对光滑弹簧以及对沿弹簧内缘具有等曲率半径的表面圆弧凹陷弹簧进行了三维有限元模型应力分析和应力集中系数计算。     

CW-2系列转向架轴箱弹簧定位座裂纹原因分析及改进措施

作为国产提速客车主型转向架之一的CW—2系列转向架在投入运用以来先后发生了吊杆裂折、轴箱转臂节点定位座裂损、构架强度不足等问题。虽然该系列转向架现已不再生产,但是在提速客车中仍有大量的CW—2系列转向架在运用。如何在运用和检修中提前发现和及时防止危及行车安全的故     

基于REBAR模型的空气弹簧有限元分析

利用MARC非线性有限元分析软件建立空气弹簧有限元模型，帘线增强结构采用REBAR单元，计算研究了胶囊基体和帘线增强各自的应力情况，分析了帘线材料参数对胶囊强度和刚度的影响。     

单趾弹簧扣件的弹簧强度分析

为了明确单趾弹簧扣件弹簧的断裂原因,运用有限单元法,对单趾弹簧进行五种工况分析,得出其断裂的主要原因在于安装问题。通过分析,提出了单趾弹簧正确安装要求,单趾弹簧插入端插入铁垫板插孔时不允许外露,插入长度应控制在72～76 mm,安装后的单趾弹簧中肢(平直段)与铁垫板形成线接触。     

预应力磨削工件表面残余应力的有限元分析

分析了在非预应力磨削及预拉应力磨削条件下工件表层残余应力的分布情况．首先应用非线性瞬态有限元法计算了工件在移动热源作用下的温度场；然后应用热弹塑性有限单元法计算了工件在热作用和磨削力耦合作用下的残余应力分布．计算结果表明预拉应力磨削能有效降低工件表层残余拉应力甚至可将残余拉应力转换为残余压应力，并分析了预应力磨削的作用机理．计算结果与实验结果基本一致．     

钢轨接头螺栓的有限元应力集中分析

应用有限元接触分析方法 ,研究钢轨螺栓螺纹根部的应力集中。通过优化螺栓螺纹根部圆角半径和螺母结构、改变螺纹根部直径的方法 ,缓解螺纹根部的应力集中 ,改善应力分布 ,实现提高螺栓疲劳强度的目的。     

一种轨道车辆用带箍结构空气弹簧的非线性有限元分析

运用了ABAQUS有限元软件建立带箍结构空气弹簧的静态有限元模型。并利用有限元模型对影响此类结构空气弹簧垂向和横向性能的因素进行了分析。分析与试验结果对比来看,是基本一致的。试验结果表明,所运用的计算方法是行之有效的,可以应用于类似空气弹簧的性能分析,并将为新型空气弹簧的设计、研制开发提供了一定的理论计算依据。     

某型盾构刀盘开裂改造的有限元分析

针对某盾构刀盘在现场施工中经常出现刀盘开裂现象,对刀盘提出改进方案。采用有限元方法,得到刀盘结构中危险截面位于牛腿与刀盘的连接处,与实际施工中刀盘开裂出现的位置基本一致;通过对原始方案与改进方案应力对比,得到采用在刀盘上焊接一圈筋板、增加6处加固点及圆角加强板的方式,刀盘的结构强度得到改善,通过现场施工,得到验证。研究结果可为盾构刀盘的结构设计和工程施工维护提供基础数据。     

轮轨接触应力的有限元计算

为了得到精确的数值解,应用弹塑性理论及大型有限元软件ANSYS对轮轨接触应力进行了有限元计算,同时对建模、单元选择、网格划分、参数确定等计算过程进行了说明,得到了不同轴重(1t~30t)时轮轨塑性区尺寸、接触斑形状、Mises当量应力最大值及轮轨接触面压应力随轴重的变化规律。     

城市轨道交通牵引供电接触轨系统温度应力有限元分析

温度变化时接触轨内部会产生巨大的温度应力,严重时甚至会危及城市轨道交通牵引供电安全。结合目前应用较广泛的钢铝复合接触轨,基于有限单元法,采用三维软件SOLIDWORKS建模,并在有限元软件Ansys Workbench中对接触轨模型的温度应力进行了模拟分析。该模型考虑了卡爪、尼龙垫块及支座等构件的束缚影响,采用边界条件控制环境的温度变化,得到了接触轨内部温度应力场云图,并分析了此温度应力对绝缘支座的影响。研究结果可为接触轨系统中各构件的设计、优化、安装及检修提供参考。     

基于有限混合单元法的斜拉桥塔端锚固构造应力分析

为研究斜拉索塔端锚固构造在索力作用下的应力分布情况,采用整体计算得到最不利荷载工况,并将产生最大索力的斜拉索对应位置的塔端锚固构造作为分析对象,采用有限混合单元法对某独塔斜拉桥进行了计算分析,得到了索塔钢管壁和钢锚梁各部位的应力情况。     

新型货车转向架螺旋弹簧三维有限元分析与疲劳寿命估算

基于三维有限元法建模,对转向架弹簧的刚度和支撑圈接触条件下的应力进行计算分析.结果表明分析结果与静应力测试结果相近,转K2外簧静强度满足设计要求;支撑圈与相邻工作圈接触不仅使弹簧的最大应力有所增大,而且在加载过程中接触应力和最大应力随着支撑圈接触面积的变化而变化,因此在制造过程中应控制支撑圈的间隙.采用有限元法可快速获得弹簧的刚度和弹性特性曲线,克服了以往通过试验测试弹簧刚度所带来的周期长、费用高等缺点.弹簧疲劳寿命初步估算表明不考虑弹簧强化处理的影响,弹簧的疲劳寿命约为2.55×106次;采用喷丸等强化处理工艺并在提高弹簧20%的疲劳强度情况下,弹簧的疲劳寿命为8.9×106次.     

基于极限分析有限元与强度折减法的边坡稳定性分析方法

采用极限分析有限元结合强度折减理论对边坡稳定性进行研究,定义无量纲参数P并将所得边坡安全系数作为判定边坡是否失稳的依据,将计算所得安全系数与已有文献结果进行比较验证,验证结果表明所采用方法能够更好地评估边坡稳定性。对不同参数影响下的边坡稳定性进行分析,讨论了摩擦角对边坡失稳破坏模式的影响。研究结果表明:所采用方法求得的安全系数上下限差值小于1%,可以用上下限的平均值来评估边坡安全系数;边坡坡脚、摩擦角和P对边坡稳定性均有很大的影响。     

钢桥自适应有限元分析

钢桥自适应分析是钢桥塑性分析理论的一个新探讨,它研究在超出弹性极限的重复荷载作用下结构的弹塑性行为,由于其荷载方式接近桥梁结构的实际承载方式,自适应分析更为真实地反映结构的塑性抗弯承载能力。为推广自适应理论在钢桥结构中的应用,以连续实腹钢梁桥为对象,基于Timoshenko梁弹塑性理论,采用分层梁单元,编制有限元程序模拟结构自适应全过程,以求解结构自适应极限承载力,并与相关文献进行算例对比。分析结果表明：对连续钢梁自适应极限荷载的求解问题,非线性有限元程序运用方便,且精度较高;分层梁单元能够很好地表现塑性区的扩展情况;同时也证明自适应极限状态是一种临界状态。