针对民机襟翼结构强度设计需求,提出基于平面气动分布形式的有限元节点载荷计算方法,包括坐标系变换、网格面选取、网格面节点压强求解、节点集中力求解、节点载荷修正等步骤。取某民机典型工况进行节点载荷计算验证,结果表明该方法计算的节点载荷与原始载荷误差极小,可广泛应用于襟翼结构内力计算和强度校核。

采用多体动力学仿真软件RecurDyn的履带车辆子系统Track(LM)建立履带式电传动推土机多体动力学模型,通过Ground模块建立地面模型,并对其在干砂路面和黏土路面工况下直线推土作业进行了动力学仿真,研究分析了推土机在不同作业工况下整机的质心、履带接地长度、履带接地比压和滑转率随切土深度的变化规律,以及推土机在推土工况下的负载特性,提出通过对推土机质心的合理布置,能使接地比压均布,从而提高推土机工作稳定性的结论,为电传动推土机的底盘设计和传动系统的优化奠定基础。

通过非线性屈曲理论建立了复合材料加筋板有限元分析模型,采用三维界面单元模拟蒙皮和筋条的脱粘,应用二维Hashin失效准则模拟复合材料的失效,通过ABAQUS/Explicit显式求解器研究了复合材料加筋板在压缩载荷下的屈曲和后屈曲行为及破坏过程,并与试验结果进行了对比。结果表明,有限元模拟与试验结果在屈曲载荷、破坏载荷及破坏模式方面均吻合得很好。

为了获得适合于铝箔剪切机碎屑收集需求的负压管路结构,使用计算流体力学方法计算了不同支管布置结构的管路压力-速度耦合流场,通过速度云图及流线对比分析了不同结构的负压利用效率,并结合支管入口处速度量化值大小给出了优化的管路结构设计。结果表明增加支管深度能够改变主管内气流膨胀状态,增大后部负压区域及量值,从而明显提高支管进气流速度;支管与主管相交方式对负压利用有较大影响,平滑的相交方式对气流有良好的导向作用,并可减小后部涡流区域,降低压力损失;使用增大支管深度及倒圆角的结构形式获得了最大的支管进口速度,可以满足铝箔剪切机碎屑收集要求。

无心外圆磨削广泛应用各类棒料工件的精加工,其在加工过程中会产生巨大的能量消耗,为提高无心外圆磨削过程的能量效率,主要对磨削过程的工艺参数进行了优化。在考虑磨削功率、表面粗糙度及磨削用量约束的基础上,将砂轮线速度、导轮线速度、导轮架进给速度选为优化变量,以最小能量消耗为优化目标来建立数学模型;提出了蜜蜂进化型遗传算法并结合MATLAB软件对模型进行优化求解,将结果与传统遗传算法进行对比实验,验证了蜜蜂进化型遗传算法的有效性。

目前国内大部分微型泵都是进口国外的,微型泵的设计技术被垄断,为了解决工程机械、海洋船舶、航空航天、医疗等行业的需求,设计了一种微型大排量的等宽曲线泵。依据莱洛三角形在等边正方形内旋转运动时,每时刻都有四个位置与正方形相交且交点不断变化原理,分析运动过程轨迹,设计出了行星轮传动机构,并应用ADMAS软件创建模型分析机构运动轨迹,验证设计可行性。同时分析计算与实验对比出泵流出流体体积的理论值是泵腔容积的1.83倍,可实现泵的小型化。

拖动式无限级滑套分段压裂技术成功解决了常规滑套分段压裂工具后续储层改造困难的技术难题,为中石化打造上游长板技术提供了有力支撑。滑套定位器作为无限级拖动压裂管柱的重要结构,用于对预置滑套的精确定位。以5-1/2″液压式平衡滑套压裂施工为例,根据滑套定位器上提和下放载荷设计要求,确定了弹性爪割缝数量、割缝长度、割缝宽度和凸台角度等重要结构尺寸,建立了滑套定位器三维模型。基于ANSYS Workbench软件平台,进行弹性爪与滑套本体间的动态接触分析,计算得到上提和下放载荷分别为2.4t和1.4t,此外,通过搭建滑套定位器试验装置,完成滑套定位器力学性能试验,验证了有限元分析结果的正确性,满足通过载荷变化判断工具在井内位置的现场要求。

针对剃齿安装误差导致剃齿加工平稳性和齿面精度降低的问题,基于剃齿加工原理建立了含安装误差的剃齿分析模型,构造新的坐标转换,推导了含安装误差引起的补偿位移量。定量研究了剃齿安装误差对传动特性的影响规律,获取剃齿加工的传动误差和传动比曲线。并应用有限元法验证了模型和理论的正确性,为提高剃齿加工质量和效率提供理论依据。结果表明轴交角误差对传动特性的影响比中心距误差大,实际生产中可通过轴交角误差来调整机床更有效地控制安装误差所带来的影响;随着轴交角误差绝对值增大,传动误差向负方向偏移越明显表明轴交角误差引起了较大的接触变形。

针对《GB7588-2003电梯制造与安装安全规范》及其第1号修改单生效前国内已经投入运行的约400万台未考虑层门防撞性能的老旧电梯,设计了一种挂钩式防电梯层门靴脱槽装置,通过摆锤冲击有限元分析和试验结合的方式对比了加装前和加装后电梯层门的抗冲击性能,提取了挂钩式防层门脱槽装置结构的关键区域碰撞组件的载荷曲线,分析了该装置的抗撞原理,结果表明,加装挂钩式防脱槽装置后的电梯层门能够显著的限制撞击时层门竖直方向的变形趋势,从而提高层门的抗撞击性能,耐撞击力提高了2.16倍,同时,摆锤试验进一步验证了分析结果的正确性。

以斜花齿零件为研究对象,建立斜花齿零件冷挤压成形的三维模型及有限元模型。基于数值模拟对变形量最大的工序凸模进行四因素三水平正交试验,采用DEFORM-3D软件进行分组仿真模拟,以凸模磨损量为优化目标,并通过极差法和方差法分析四因素对凸模磨损的影响,得出最优工艺参数组合。结果表明,优化后的参数组合能提高模具寿命,为斜花齿零件的实际生产提供了理论依据。