以厚度为2.0 mm的S500MC微合金高强钢板为材料,采用液压成形工艺制造汽车轮辋,通过有限元方法分析该轮辋的疲劳性能,并与常规滚压成形2.3 mm均匀壁厚SPFH540中强度低合金钢轮辋和2.0 mm均匀壁厚S500MC微合金高强钢轮辋进行对比。结果表明:液压成形轮辋壁厚的最大减薄率为10.9%;液压成形轮辋的截面弯曲应力和径向应力变化趋势与2种滚压成形轮辋的一致,说明轮辋局部减薄不会使其所受应力发生明显变化;液压成形轮辋的最大弯曲应力和最大径向应力低于该钢的屈服强度,最大弯曲应变和最大径向应变均远小于屈服应变,且疲劳性能安全系数均大于1,表明壁厚局部减薄不会影响轮辋的弯曲和径向疲劳性能。

为预测液压支架立柱活塞杆堆焊过程的温度场分布情况,以ANSYS软件为平台,运用APDL编程及单元生死技术,在常温20、150、300℃预热情况下对活塞杆模型进行了焊接瞬态热分析,得到了立柱活塞杆的焊接温度场分布规律。结果表明,常温堆焊焊缝容易形成淬硬组织,预热能降低焊缝淬硬组织的形成倾向。

液压支架顶梁后部的屋檐结构直接受到顶板岩石各种载荷作用,受自身结构影响和高应力作用经常发生损坏,为解决此问题,建立不同屋檐结构和不同撑板厚度模型,并采用有限元分析法,对不同情况下屋檐结构变形进行了分析。结果表明,撑板加立肋的屋檐结构抗压性能最好,撑板厚度对屋檐结构变形量影响较小,当厚度超过20 mm后,屋檐结构的变形量降幅较小,综合考虑,建议选择撑板厚度为20 mm。

根据液压支架架型结构及用途不同对支架连杆机构进行分类及特性对比分析,以ZFY19000/28/55D型两柱式综采放顶煤液压支架顶梁受偏心载荷为例,利用传统力学计算方法和有限元分析法对该液压支架前、后连杆的受力情况进行计算和研究,分析其连杆所承载应力的分布特点。分析结果表明,采用有限元分析方法对连杆强度进行分析计算能够弥补传统力学计算中存在的不足,有利于传统力学计算公式的修正和完善,可为优化支架结构设计提供更有效的技术支撑。

以ZY9000/22/55D型大采高综采液压支架作为研究分析对象,利用ANSYS Workbench有限元数值分析软件对该液压支架在不同工况条件下主要构件受力情况进行模拟分析,得到液压支架受力状态下应力分布和位移变化云图,根据其应力变化规律,对受力较小的液压支架掩护梁进行尺寸和拓扑优化,使液压支架的整体结构应力重新分布。通过对优化后液压支架在不同工况下受力情况进行分析,验证优化后的液压支架各构件受力更加均衡合理,支架整体强度和承载能力得到明显改善,证明该优化改进方法合理有效,提高了支架整体支护的安全性。

针对50 t双柱液压机拉杆磨损的问题,建立了液压机机身的有限元模型,通过有限元分析确定了拉杆弯曲变形和拉杆磨损的主要原因。依据机身变形特点,对上横梁结构进行了加强,并对优化后的机身进行了有限元分析与验证试验。结果表明:经过结构优化,中心加载条件下拉杆最大变形量减小至0.222 mm,偏载条件下拉杆最大变形量减小至0.526 mm,液压机运行平稳,有效解决了拉杆的磨损问题。

曲轴是往复式液压隔膜泵动力端受力最复杂的零件,研究其可靠性对往复式液压隔膜安全工作具有非常重要的意义。通过Pro/E三维软件建立了隔膜泵的三维实体模型,运用有限元分析软件ANSYS Workbench对曲轴的应力和变形进行了校核。研究结果表明,该曲轴设计满足工作要求,可对大功率的三缸单作用往复式液压隔膜曲轴的结构分析和结构参数优化提供参考。

针对某发动机在耐久试验中出现的活塞环岸断裂故障,对故障活塞进行结构强度计算、物理性能和铸造缺陷检测,确定故障原因为发动机形成液压锁;分析造成发动机液压锁液体来源,总结不同液体造成的液压锁判定方法,分析液压锁导致的活塞失效模式。结果表明:冷却液、机油和燃油是形成发动机液压锁液体的主要来源;可以通过活塞表面外观、活塞顶面积碳和发动机性能判定形成液压锁的液体类型;液压锁可以导致活塞环岸断裂和活塞顶面开裂等故障。该研究可以为液压锁形成分析提供参考。

随着剪叉式液压升降平台的广泛应用,在提升效率的同时如何保证可靠性显得尤为重要。本文介绍了剪叉式液压驱动单层升降平台的基本结构、工作特点以及存在的问题,并针对剪叉式液压升降平台存在的问题作了分析和改进。为获得升降平台的结构参数,对平台在极限工作状态下的受力情况进行了分析。为确保升降平台在极限状态下能够安全地运转,通过有限元分析模块对升降平台剪叉臂的受力情况进行分析,仿真结果说明剪叉臂的刚度和强度满足要求。此设计提升了升降平台的可靠性,降低了功耗并且提高了效率,具有实际效益及工程价值。

文中将密封圈分别定义在静止(静密封)和直线运动(动密封)状态下,应用有限元数值分析的方法研究介质压力、压缩率、摩擦系数和密封副配合间隙等因素对密封体应力场的作用,从得到的最大接触应力、最大剪切应力和最大Von Mises应力等指标来分析研究它们对密封性能的影响。根据分析结果选择影响因素的一组最优值摩擦系数μ=0.1、压缩率ε=8.5%、密封副配合间隙s=2mm,进行有限元分析对比。最后,对液压缸活塞组合密封圈进行结构优化,通过分析得到其最简单的结构尺寸。