采用球铰支撑可以极大地提高大孔径反射镜工作的可靠性,但必须对这种支撑方式进行合理的稳定性分析.球铰支撑方式的有限元分析必须围绕其支撑方式所具有的严格而又明显的接触特性、顶丝预紧力作用、具有相对滑动趋势而产生的摩擦这三大基本特征展开.应用传统的线性有限元分析手段对大孔径反射镜球铰方式支撑的尺寸稳定性分析具有较大的局限性.为提高分析精度,采用了非线性分析方法,最大程度地模拟实际结构,并将罚函数的摩擦形式引进到了摩擦接触对中,并对其进行了实际模型的解算,使得分析结果更加精确,并依据分析结果,对预紧力进行了合理地选取,使反射镜在一定的工作环境下能够稳定地工作,满足系统成像的需要.

以某油缸的活塞密封为研究对象,运用有限元分析方法,借助ANSYS软件对O形圈和唇形圈进行了有限元分析,并比较了二者综合等效应力分布情况。结果表明密封圈的应力集中区域为密封圈与缸筒接触以及密封圈挤进间隙且与活塞沟槽(或者挡圈)接触的区域,这两个部位是密封圈的薄弱环节;唇形圈内部的应力分布比O形圈内部的应力分布明显均匀,应力集中现象不明显,从理论上验证了采用唇形圈代替O形圈的密封方式,能够在一定程度上解决由密封失效引起的油缸内泄的设想;用有限元方法研究液压缸密封性能具有直观、快速、可靠的优势,该思路和方法同样适用于其它类型的密封元件。

应用平面曲杆的弯曲理论分析活塞环工作时的受力状态,得出活塞环各处受力和变形不同。对活塞环的磨损问题进行讨论,介绍求解活塞环自由状态曲线的一些方法,对有限元法进行分析。并利用有限元软件模拟活塞环和缸壁的接触。结果表明只要活塞环所受压力变化,活塞环就不能和缸壁完好接触。

为研究电机耐久性试验装置密封结构的密封性能,采用橡胶材料的Mooney-Rivlin本构关系和非线性有限元法,建立电机耐久性试验装置密封结构的二维轴对称模型。在压缩率一定的前提下,研究了O形圈承受不同内压时对密封接触状态的影响,得出了橡胶O形圈在安装和使用中的米塞斯应力、剪切应力、接触宽度和密封界面上的接触应力分布规律。结果表明压缩率一定时,在不同油压作用下,试验装置密封结构能够满足密封要求,但密封裕度将随油压的增加而减小。文中的方法和结果对相关密封结构的设计具有一定的指导意义。

针对高频次工作下的陶瓷砖液压机预应力组合机架的整体性以及零部件的疲劳寿命要求高等问题,利用接触有限元方法,建立了能考虑各个零件摩擦接触关系的32 MN液压机预紧组合机架网格模型。通过数值分析结果验证了机架预紧系数的合理性。通过对机架在预紧状态以及工作状态下的VonMises应力场和最大主应力场的分析,确定了机架中易产生疲劳破坏的薄弱区域。分别计算了预紧状态下和工作状态下的机架弹性变形能。研究结果表明,上、下横梁的弯曲弹性变形能是机架能耗的主要部分,该研究结果可以为陶瓷砖液压机的机架结构设计提供有益的参考。

针对现有数控机床滚动直线导轨副的研究仅限于外力小于临界力时的情况,求解了当外力大于临界力时的静力学特性参数。假设在轻载下,滑块和直线导轨都给滚珠施加相等的压力,则滚珠的压缩变形量是传统结果的2倍,据此对外力小于临界力时的刚度公式进行了改进。考虑在重载下上滚珠受力但下滚珠不受力,建立了滚动直线导轨副的刚度公式,从而构建了外力小于临界力以及大于临界力时的完整刚度公式,并通过有限元法获得了滚珠与滚道之间的接触应力和接触变形量。理论分析表明导轨副在轻载下,上滚珠力是外力的隐函数,但外力是上滚珠力的显函数;在轻载和重载的整个范围内,导轨副的所有静力学特性参数都是上滚珠力的显函数。仿真结果表明当外力小于临界力时,上滚珠力和刚度均随预载荷等级的提高而增大;当外力大于临界力时,导轨副刚度随外力...

为有效预测可伸长橡胶履带系统性能,研究了履带-轮-地面之间的相互接触问题,开发了一种橡胶履带连接算法,提出了履带张力的计算方法,建立了履带与负重轮、驱动轮、导向轮以及地面间的相互接触模型,分析了车辆沉陷、履带下的接地压力分布、剪切位移和剪切应力,并在干沙和粘土两种土壤以及半圆形和波形两种构形路面条件下进行了算例仿真分析。仿真结果表明采用新的履带连接算法建立的接触模型可以合理预测橡胶履带长度变化。研究结果为进一步预测和改善橡胶履带系统动力学性能提供了有益参考。

针对所设计的新型20 m桥梁检测车的两对行走支腿结构,利用Pro/E软件建立了箱式结构的实体模型,采用有限元软件ANSYS定义了轴与轴套、耳板和液压油缸的4个接触对,并进行了接触非线性分析求解.有限元分析结果表明,所设计的箱式焊接支腿结... 展开更多

根据新型安全阀柔性阀瓣技术,对柔性阀瓣进行了数值模拟和试验研究,首次全面探讨了柔性阀瓣的性能,并与传统刚性阀瓣进行若干比较。通过对密封面接触压力进行数值分析发现,相同情况下,由于柔性阀瓣密封面最大接触压力总是大于刚性阀瓣,因此,柔性阀瓣具有更好的密封性能。试验测试表明,相同情况下,柔性阀瓣的整定压力一般低于刚性阀瓣;而且柔性阀瓣可以降低系统刚度,吸收冲击变形能,使系统抗冲击和抗疲劳能力提高,对保障系统稳定运行有利。

为了确保O形圈的水下夹桩器可靠密封，避免密封失效，提出了通过计算O形圈最大接触应力来判断密封可靠性的评价方法．建立了水下夹桩器O形圈与沟槽接触的非线性有限元分析模型，分析了O形罔在不同受力情况进行了分析研究，得出了相应情况下范·米塞斯（Von Mises）应力及最大接触压力的变化情况。结果表明：随着压缩率的变化，范·米塞斯（Von Mises）应力峰值和应力峰值区也相应改变．说明O形圈可能出现裂纹的位置是随着压缩率而变化的；O形圈与轴之间的最大接触压力随压缩率的增加而增加，最大接触压力始终大于油压，满足O形圈的密封条件．文中的方法和结果对相关密封结构的设计具有一定的指导意义。