磨削与表面淬火集成新工艺技术研究

磨削淬硬是利用磨削热对工件材料进行表面热处理的新工艺技术,使表面淬火工艺与机械加工过程集成化.本文主要分析了磨削淬硬零件的表面特性及磨削参数对磨削淬硬层深度的影响以及在工业中应用的可行性.     

基于汽车NVH提升的传动轴优化仿真分析与实验验证

Birfield球笼万向节具有等速传递、附加弯矩平稳等优点。结合传动轴中间支承的振动对传动轴动力性能和车内噪声的影响,提出采用将中间十字轴万向节替换为Birfield球笼万向节的设计方案。通过ADAMS虚拟样机对三段式十字轴万向节传动轴和Birfield球笼万向节传动轴在不同输入转速、不同主轴轴间夹角条件下进行仿真,分析表明Birfield球笼万向节传动轴的中间支承振动加速度变化和转矩波动更趋于平稳。分别对装有两种传动轴的实验样车进行整车车内噪声实验对比分析,实验表明Birfield球笼万向节能有效改善车内噪声,在中低速区域明显低于十字轴万向节传动轴车辆约5dB,提升了整车NVH性能。     

环叉式等角速万向节的研制

球笼式等角速万向节于20世纪30年代发明,由此推动了前轮驱动轿车的发展.但因制造水平不高,影响了球笼式等角速万向节的使用可靠性,从而使前轮驱动轿车的发展受到制约.时隔30年后,球笼式等角速万向节的专用加工生产线研制成功并投入生产,确保了所要求的加工精度等级.与其它类型等角速万向节相比,球笼式等角速万向节性能优良,被广泛应用在汽车上,进而促进了前轮驱动轿车的发展趋势.     

球笼式等速万向节接触应力分析与计算

球笼式等速万向节是前置前驱动轿车的关键部件之一，其性能和寿命与接触应力密切相关。对球笼式等速万向节的接触应力进行了分析，给出了计算方法，并对某一车型的ＢＪ７５型球笼式等速万向节进行了计算，结果表明内滚道接触应力大于外滚道，内滚道易于磨损。     

球笼式万向节钟形壳内滚道磨削加工参数计算

夏利轿车前驱动采用四点接触式球笼万向节，其优点是对加工及安装误差不敏感，但是四点接触式球笼万向节钟形壳内滚道磨削加工工艺比较复杂，实际生产中的一般采用单圆弧代替这在一定程度上影响了球笼式万向节的性能。本文应用共轭曲面理论，导出了球笼式万向节钟形壳内滚道磨削加工的计算公式并编制了相应计算程序。     

预防球笼万向节早期磨损

我国目前引进的轿车结构,大多是FF型汽车结构,即是前轮前驱动结构。有发动机、离合器、变速器和减速器为一体,通过球笼万向节的作用,把转动的力矩传递给半轴,带动前轮运转,使车辆得到正常的行驶。整个动力和驱动装置都安装在前桥,为此,前桥结构非常紧凑合理。为了使球笼万向节密封,采用简单而不占空间的橡胶防尘套来密封球笼万向节,等于是简单的密封箱,这样使球笼万向节     

七沟道球笼式等速万向节磨损及仿真分析

本文中根据Archard磨损理论,对球笼式等速万向节内部进行了磨损分析。通过求出球笼式等速万向节钢球在沟道内的瞬时角速度和沟道与钢球接触点的瞬时角速度,分析钢球在沟道内的瞬时滑滚情况,以此判断钢球在沟道内的滑滚移动状态,从而求出钢球与星形套、钟形壳之间的摩擦力随输入端转角、轴间摆角的变化规律。几何推导及仿真的结果同时得出了球笼式等速万向节的磨损类型为疲劳磨损以及七沟道的万向节内磨损情况明显好于六沟道的结论。文中同时还推导出了体积磨损率与输入轴转速、转角和轴间摆角等的具体关系式,为后续研究奠定了重要的理论基础。     

曲轴中频感应淬火过程模拟及残余应力计算

利用ANSYS有限元分析软件，进行了6110钢曲轴的中频感应淬火过程的模拟计算，并预测了淬硬层的深度，计算了淬火后的残余应力分布。可直观显示任意时刻曲轴内任意截面上的温度场和应力场以及温度、应力等值线随着时间推移的情况，也可以显示任意点上的温度一时间曲线、应力一时间曲线。     

新型等速万向节——环叉式万向节的基本理论与匀速性分析

等速万向节是发动机前置前驱动轿车的关键部件,目前广泛采用球笼式万向节,但其加工精度要求高,因而价格较高。环叉式万向节是一种高性能的新型等速万向节,而且易于加工,其两项主要技术指标:最大工作夹角αmax≥42°,最大转角差△φmax≤0°3',均达到了代表国际先进水平的球笼式万向节的水平。文中介绍了环叉式万向节的基本理论,并分析了其匀速性。     

球环式万向节(上)

汽车万向节的种类较多,主要有十字轴式、三销式、球叉式、球笼式及弹性万向节等。而目前在传动轴上大多采用十字轴式万向节;在转向桥驱动半轴上则大多采用球叉式万向节。十字轴式万向节,一般用四个滚针轴承,属非等角速万向节。其特点是体积较小、重量     

大吨位徐变仪球铰非线性接触分析

因研究桥用高强度混凝土材料徐变性能的需要,自主研制了大吨位徐变仪。对于处于接触受力状态的徐变仪球铰区域,先用Hertz接触理论估算球铰区域尺寸范围,然后利用ANSYS通用有限元软件对该区域分别取2种垫板凹槽球径的模型进行接触分析,通过对比球铰区域的最大接触压力、mises应力、第3主应力来进一步确定垫板凹槽的合理球径。用该徐变仪对2座大桥成功进行了高强度混凝土徐变试验,并实际验证了试验荷载下徐变仪球铰区域的受力性能,以及有限元接触分析结果的正确性。     

Finite-element analysis of quasistatic fracture in CV joints under full-turn and full-throttle conditions

Quasistatic fractures at high joint angles constitute a chronic quality problem in CV joints. This type of fracture occurs when a driver unintentionally depresses the brake and accelerator simultaneously under a full-turn retreat condition. In general, the cage in a ball joint can be broken only at these high joint angles. Here we present a flexible quasistatic simulation model developed to simulate fracture in a CV joint. The cause and process of the quasistatic fracture were analyzed using simulations and physical tests. Static fracture simulations and tests at high joint angles showed that, initially, only one of the six cage posts was damaged. In a simulation of one revolution at constant torque, we found that an imbalance in ball loads generated an excessive cage load. Moreover, if this high cage load was applied when the cage protruded outward, the cage post was subjected to severe shear loading. The cage post was damaged in this specific rotational range. Quasistatic fracture simulations and tests at high joint angles showed that all six cage posts were damaged sequentially. Because entire cage posts were damaged, the quasistatic fracture torque was approximately half of the static torque. The plastic strain in each cage post displayed one step-like jump per revolution in the quasistatic simulations. The ball indentation created by a high ball load was interrupted by the cage-window edges as the ball joint rotated. This hindrance by ball indentation triggered the final breakage of the cage, although it was not the major cause of cage fractures.     

基于CATIA软件的汽车等速万向节关键零件形面分析与逆向重构

在对三枢轴式汽车等速万向节零件的分析与逆向重构过程中，精确地求得三枢轴式等速万向节关键零件的形状与尺寸是工作重点，因为它们直接影响零件工作中的接触应力和万向节的使用寿命。结合实例，研究了应用CATIAV5软件进行三枢轴式汽车等速万向节关键零件型面分析与逆向重构的方法。     

增压器涡轮箱热-结构强度分析及试验验证

为了能够直接验证热-结构耦合仿真计算的精确性,以某型增压器涡轮箱为研究对象,运用CFD分析软件与FEA分析软件同步耦合仿真计算涡轮端温度场,然后将求解得到的温度场节点温度赋给结构分析模型,再求解涡轮箱模型的热应力。在发动机台架上运行增压器,发动机运行时采用与增压器CFD仿真计算相同的边界参数,采用红外热像仪测定考察区域的温度场分布,通过非接触式应变测量系统测定考察区域的应变分布,提取考察区域标记考察点的温度及应变结果,并与仿真计算的温度及应变结果进行对比分析,结果表明,采用热-结构耦合分析方法求解的涡轮箱温度和应变精度能满足工程设计要求。     

基于CATIA和ANSYS的货车驱动桥壳有限元分析

为验证某货车驱动桥壳是否会出现断裂和塑性变形,利用CATIA软件对某货车驱动桥壳建立三维实体模型,通过传递数据接口,把模型导入有限元分析软件ANSYS,对驱动桥壳进行了2.5倍满载轴荷下的应力分布和变形情况分析。计算结果为：板壳和凸缘连接处最大应力为186MPa,小于材料屈服强度295MPa;轮距最大变形量为0.405728mm/m,小于国家规定的1.5mm/m,该驱动桥壳强度满足设计要求。表明驱动桥半轴套筒与轮毂内轴承的接触面和桥壳与凸缘连接处容易发生损坏,该方法为进一步优化改进设计提供了可靠的理论依据。     

某桁式组合拱桥新拱脚结点局部应力分析

桁式组合拱桥的新拱脚支撑着中部桁架拱,新拱脚结点构造和受力复杂.以某桁式组合拱桥为例,借助通用有限元程序ANSYS,建立其新拱脚结点局部三维有限元模型,通过提取新拱脚结点处各杆件断面轴向应力沿各条路径的变化图,分析该部位的应力分布特征.分析结果表明:在最不利荷载组合工况下,新拱脚截面上缘、新拱脚处各杆件与新拱脚连接处以及各杆件间连接的圆弧段拉应力均较大,这些位置都容易出现横向裂缝.理论分析结果与实桥病害情况吻合.提出新拱脚结点局部设计的改进思路和方向.     

驱动桥壳有限元分析模型的改进

针对目前常用的驱动桥壳有限元分析模型中由于边界条件定义造成结果不准确的问题,在分析模型中引入了板簧的弹性特征,并按不同的边界条件对桥壳应力分布进行了计算。结果表明,按照传统约束方式计算,板簧座外侧桥壳应力高,板簧座内侧桥壳应力位于低;按新建立的边界条件计算,则高应力区将向板簧座内侧的桥壳扩展。测得弯曲及扭转工况下桥壳的应力结果表明,采用常用边界条件所得位于板簧座内侧的桥壳应力计算结果与实际相差接近50%;引入板簧元件后桥壳应力的计算结果则与试验结果相近。     

装配式竖井预制混凝土管片结构设计

为提高竖井建设的效率和安全性，采用垂直竖井挖掘机（VSM）进行装配式竖井施工。以南京市建邺区沉井式停车设施建设项目(1期)工程为例，系统介绍竖井工程的预制混凝土管片结构设计理念，包括管片构造、连接方式、受力情况、防水设计等；同时，在国外同类工程的基础上对管片结构进行优化设计，首次提出全通用管片设计理念，极大提高了现场施工效率和质量。经现场应用证明： 圆形管片式竖井整体受力状况良好，防水设计满足要求。