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钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
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作者 陈康明 樊林杰 +3 位作者 杨益伦 吴庆雄 罗健平 缪承谕 《土木工程学报》 北大核心 2025年第2期50-62,85,共14页
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影... 为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理;探讨现有相贯管节点SCF计算方法的适用性,基于节点刚度推导得到钢管KK(CHS-KK)型节点SCF计算方法,基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用,提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明:有限元模型最大误差为8.0%,具有良好的精度;计算CFST-KK型节点SCF时,可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用;主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著,主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度,使CFST-KK型节点SCF减小28.5%~48.9%;采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差;扩展有限元参数分析验证了文章提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。 展开更多
关键词 钢管混凝土KK型节点 应力集中系数 计算方法 有限元分析 理论推导
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工程结构有限元分析的应力奇异问题及抑制方法
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作者 黄镇城 林益斌 +1 位作者 雷志勇 滑广军 《包装学报》 2025年第1期31-39,共9页
针对工程结构有限元分析产生的应力奇异现象进行了研究,并提出了应力奇异抑制方法。将应力奇异分为结构几何突变应力奇异、约束刚度突变应力奇异、材料性能突变应力奇异问题。利用ANSYS Workbench仿真平台,分别建立了3种典型应力奇异模... 针对工程结构有限元分析产生的应力奇异现象进行了研究,并提出了应力奇异抑制方法。将应力奇异分为结构几何突变应力奇异、约束刚度突变应力奇异、材料性能突变应力奇异问题。利用ANSYS Workbench仿真平台,分别建立了3种典型应力奇异模型,并进行了数值模拟分析。研究结果表明:有限元分析过程中存在应力奇异现象的本质是约束刚度突变问题所造成,通过修正模型及约束等效措施能够抑制应力奇异现象。 展开更多
关键词 有限元分析 应力集中 应力奇异 约束刚度突变
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30CrNi2MoVA抓壳钩断裂失效分析
3
作者 滕全全 于壮壮 +2 位作者 张大江 梁景恒 陈俊宏 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期139-144,共6页
针对抓壳钩服役过程中的早期断裂,进行宏观断口分析、裂纹分析、显微组织分析、断口SEM形貌分析等,研究其断裂原因。结果表明:抓壳钩失效模式为高应力低周疲劳断裂,裂纹起源于抓壳钩形状突变的加工拐角处,未断裂抓壳钩拐角位置的加工刀... 针对抓壳钩服役过程中的早期断裂,进行宏观断口分析、裂纹分析、显微组织分析、断口SEM形貌分析等,研究其断裂原因。结果表明:抓壳钩失效模式为高应力低周疲劳断裂,裂纹起源于抓壳钩形状突变的加工拐角处,未断裂抓壳钩拐角位置的加工刀痕处已萌生疲劳小裂纹,宏观断口裂纹扩展区有明显疲劳弧线特征,SEM显示为典型疲劳条带特征,裂纹源区组织正常,未见夹杂、孔洞等微观缺陷。截面形状突变的拐角处是疲劳裂纹产生的危险位置,有限元模拟计算齿根部Mises应力为1207 MPa,齿根部应力集中与加工刀痕缺陷产生的应力集中共同叠加导致疲劳断裂失效,通过改变齿根部圆弧过渡后,模拟计算的Mises应力明显降低。 展开更多
关键词 抓壳钩 疲劳断裂 断口形貌 应力集中 有限元分析
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黑龙滩灌区毛家河渡槽安全检测与结构计算分析 被引量:1
4
作者 郭俊利 赵川 +2 位作者 王筱红 姜国新 罗茂盛 《工程建设》 2024年第1期14-17,23,共5页
为了评估毛家河渡槽当前的安全状态,本文采用有限元法分析渡槽边墙的变形破坏机理,对渡槽的基础和槽身砌体结构进行现场检测和安全评价。结果表明:(1)渡槽砌体结构表面存在风化、剥蚀,砌体砂浆老化,局部失去黏结力,槽身渗漏严重,砂浆抗... 为了评估毛家河渡槽当前的安全状态,本文采用有限元法分析渡槽边墙的变形破坏机理,对渡槽的基础和槽身砌体结构进行现场检测和安全评价。结果表明:(1)渡槽砌体结构表面存在风化、剥蚀,砌体砂浆老化,局部失去黏结力,槽身渗漏严重,砂浆抗压强度和条石饱和抗压强度均不符合规范要求;(2)受槽内水荷载作用影响,渡槽过流断面内侧底部出现局部受拉现象,拉应力范围为0~20 kPa,在渡槽底部出现应力集中现象;(3)两侧边墙底部均出现剪切破坏,左边墙破坏区已贯通,右侧尚未贯通;(4)计算结果与渡槽实际破坏情况基本一致,渡槽结构不稳定。本文成果可为后期渡槽的安全加固设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 渡槽 安全评价 剪切破坏 应力集中 有限元分析
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大跨径景观拱桥吊耳结构受力特性及结构优化
5
作者 施洲 王鹏超 +1 位作者 石少华 陈旖平 《铁道建筑》 北大核心 2024年第12期44-49,共6页
为研究大跨径景观吊杆拱桥吊耳结构的受力特性并进行结构优化,以双主跨180 m的洪湖路大桥为背景,采用有限元仿真分析的方法研究原设计方案及四个优化方案下吊耳结构受力特性、吊耳与腹板连接处应力集中情况,并对比分析吊耳结构构造对结... 为研究大跨径景观吊杆拱桥吊耳结构的受力特性并进行结构优化,以双主跨180 m的洪湖路大桥为背景,采用有限元仿真分析的方法研究原设计方案及四个优化方案下吊耳结构受力特性、吊耳与腹板连接处应力集中情况,并对比分析吊耳结构构造对结构应力分布的影响。结果表明:吊耳耳板加载区域及吊耳结构中的纵梁腹板向上延伸部分应力集中较为显著,局部拉应力超限;腹板延伸段传力比为57.7%,为主要传力构件;加劲板N2传力比为23.7%,传力作用明显。方案1(增大加劲板厚度)中吊耳结构受力有明显改善,吊耳倒角处仍存在一定的应力集中,但范围显著缩小;方案4(增加混凝土结构)有效降低了吊耳结构整体应力,但混凝土出现了拉应力(5 MPa)。因此,可采用吊耳优化方案1或方案4,如采用方案4,混凝土结构需配置钢筋或采用纤维混凝土结构。 展开更多
关键词 公路桥梁 吊杆拱桥 吊耳结构 有限元仿真分析 应力集中 结构优化
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油田跨越段管道高应力风险点分析研究 被引量:2
6
作者 曹俊 豆龙龙 +2 位作者 韩彦忠 邓康 马卫锋 《油气田地面工程》 2024年第3期82-86,共5页
地处复杂地形的油田集输跨越段管道存在高应力风险点,一旦泄漏将对环境产生巨大影响。因此,针对跨越段管道高应力点分布进行分析研究十分必要。对于黄土高原地区油田某典型集输跨越段管线,采用有限元分析方法对管体及介质自重、土体移... 地处复杂地形的油田集输跨越段管道存在高应力风险点,一旦泄漏将对环境产生巨大影响。因此,针对跨越段管道高应力点分布进行分析研究十分必要。对于黄土高原地区油田某典型集输跨越段管线,采用有限元分析方法对管体及介质自重、土体移动和两者叠加作用下的跨越段管道应力风险点分布进行研究,揭示了其分布规律。随后,采用便携式超声应力检测仪对有限元模拟的现场典型跨越段应力风险点进行检测验证。结果表明:土体移动对跨越段管道应力集中程度的影响大于管体及介质自重的影响,土体移动作用下跨越段管道山脚转角处应力集中程度大于山顶转角处。该研究结果可为油田日常保养及维护操作提供重点方向。 展开更多
关键词 跨越段管线 高应力风险点 有限元分析 应力集中
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克令吊圆转方结构对筒体应力集中的影响
7
作者 钱笠君 孔令清 +1 位作者 石丽娜 高宝坤 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第21期19-24,共6页
克令吊是海洋工程结构物中普遍使用的重要设备,随着海洋工程的发展,克令吊与船体之间过渡结构越来越多采用圆转方结构。根据工程经验,吊机筒体设计时由于未考虑下方圆转方过渡结构的几何信息无法准确模拟圆转方结构对于吊机筒体的影响,... 克令吊是海洋工程结构物中普遍使用的重要设备,随着海洋工程的发展,克令吊与船体之间过渡结构越来越多采用圆转方结构。根据工程经验,吊机筒体设计时由于未考虑下方圆转方过渡结构的几何信息无法准确模拟圆转方结构对于吊机筒体的影响,导致克令吊筒体在界面处产生严重的应力集中现象。针对这一问题,通过有限元方法模拟克令吊筒体与不同几何参数圆转方结构相接时的受力状态并计算得到应力集中系数,分析不同几何参数对于克令吊筒体应力集中系数的影响。结果表明,圆转方结构的面内角、面外角、高度及边长等均会影响圆筒应力集中系数,其中面外角对于应力集中系数的影响最为显著。 展开更多
关键词 克令吊 圆转方 应力集中 有限元
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空气悬架Z型扭转导向臂的开发验证
8
作者 王亚荣 王海庆 《汽车科技》 2024年第6期59-63,共5页
近年来,随着国家相关法规的出台,汽车轻量化技术要求日趋重要。空气悬架采用导向臂结构(复合空气悬架)较全空气悬架结构简单,零件数量减少,整车重量减小,成本降低。本文以某商用车空气悬架国产化开发为例,介绍了其重要部件导向臂的台架... 近年来,随着国家相关法规的出台,汽车轻量化技术要求日趋重要。空气悬架采用导向臂结构(复合空气悬架)较全空气悬架结构简单,零件数量减少,整车重量减小,成本降低。本文以某商用车空气悬架国产化开发为例,介绍了其重要部件导向臂的台架寿命提升过程。为了实现系统轻量化,对部件功能进行合并:将原有Z型导向臂结构改为Z型扭转导向臂,为空气弹簧提供了安装位置,去掉了原有结构中的横梁。应用有限元软件搭建了基于台架试验的导向臂台架模型,并进行了应力测试,验证了仿真分析精度。通过分析找出影响疲劳寿命的主要原因,进行了产品变更,最终通过了台架试验及道路试验,实现商品化。 展开更多
关键词 导向臂 有限元分析 应力 轻量化
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MG450/1050型采煤机截割部优化设计研究
9
作者 李国星 《凿岩机械气动工具》 2024年第1期19-23,共5页
为解决采煤机在满负荷工况下因振动、负载导致的采煤机截割部壳体断裂等问题,本文采用ANSYS Workbench软件对MG450/1050-WD型采煤机滚筒截割部壳体受力状态进行分析,得出采煤机截割部壳体的应力集中点;对采煤机截割部进行优化设计,提高... 为解决采煤机在满负荷工况下因振动、负载导致的采煤机截割部壳体断裂等问题,本文采用ANSYS Workbench软件对MG450/1050-WD型采煤机滚筒截割部壳体受力状态进行分析,得出采煤机截割部壳体的应力集中点;对采煤机截割部进行优化设计,提高结构强度;并对优化后的采煤机截割部壳体进行有限元分析,验证其是否满足要求。 展开更多
关键词 采煤机截割部 应力集中 有限元分析
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V型槽几何参数对裂纹萌生的影响规律 被引量:20
10
作者 化春键 赵升吨 +1 位作者 宋涛 张学来 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期947-950,共4页
针对研究新型低应力精密下料系统时,需要获得棒料表面所预制的V型槽几何参数对槽底应力集中水平影响规律的问题,利用MSC.Marc软件,建立了系统棒料下料时的有限元模型.采用正交法设计了实验方案,通过有限元法的数值模拟实验,确定了V型槽... 针对研究新型低应力精密下料系统时,需要获得棒料表面所预制的V型槽几何参数对槽底应力集中水平影响规律的问题,利用MSC.Marc软件,建立了系统棒料下料时的有限元模型.采用正交法设计了实验方案,通过有限元法的数值模拟实验,确定了V型槽几何参数的合理取值条件,即槽外形夹角为90°,槽深与棒料直径的比为0 1,槽底圆角半径与槽深的比为0 08.同时,建立了可以衡量槽底应力集中程度的数学表达式.实验研究表明,槽深、槽底圆角半径对槽底应力集中水平的影响最大,而槽外形夹角对槽底应力集中水平的影响程度最小. 展开更多
关键词 棒料 精密下料 应力集中 正交法 有限元法
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铁磁构件应力集中的有限元分析和磁记忆检测 被引量:10
11
作者 宋凯 唐继红 +2 位作者 钟万里 刘伟成 任吉林 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期40-42,48,共4页
应用ANSYS软件对平板中心裂纹构件的应力分布进行有限元分析,不仅得出了符合积分理论解的精度较高的 分析结果,并且通过对加载构件表面漏磁场的测量,验证了应力集中与磁记忆效应之间的规律,进一步探讨了磁记忆 检测在铁磁构件损伤预诊... 应用ANSYS软件对平板中心裂纹构件的应力分布进行有限元分析,不仅得出了符合积分理论解的精度较高的 分析结果,并且通过对加载构件表面漏磁场的测量,验证了应力集中与磁记忆效应之间的规律,进一步探讨了磁记忆 检测在铁磁构件损伤预诊断中应用的可行性。 展开更多
关键词 磁记忆检测 有限元分析 应力集中 铁磁构件 磁记忆效应 机械金属构件 应力分布
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路堤下现浇薄壁管桩复合地基工作特性分析 被引量:33
12
作者 费康 刘汉龙 高玉峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1390-1396,共7页
现浇薄壁管桩和土工格栅加筋碎石垫层所组成的复合地基加固软弱路基具有经济合理,施工时间短,承载力高,沉降减小明显等优点。采用非线性有限元对路堤荷载作用下的现浇薄壁管桩复合地基的工作特性进行了分析,结果表明:在路堤荷载作用下,... 现浇薄壁管桩和土工格栅加筋碎石垫层所组成的复合地基加固软弱路基具有经济合理,施工时间短,承载力高,沉降减小明显等优点。采用非线性有限元对路堤荷载作用下的现浇薄壁管桩复合地基的工作特性进行了分析,结果表明:在路堤荷载作用下,路堤填土材料中的拱效应、土工格栅的拉膜效应或加筋垫层的刚性垫层效应、桩土间刚度差异引起的应力集中效应保证了大部分荷载由桩承担,有效地减小了总沉降和不均匀沉降。同时对荷载传递机理的影响因素做了分析。 展开更多
关键词 壁管桩 路堤荷载 沉降 不均匀沉降 有限元法
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机器人用RV减速器多齿啮合特性研究 被引量:22
13
作者 王辉 石照耀 +1 位作者 林家春 徐航 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期227-234,共8页
针对摆线针轮多齿啮合时的接触力对于RV减速器传动精度和疲劳寿命的影响问题,本文研究了RV减速器摆线针轮多齿啮合的动态过程,建立了RV减速器动力学仿真模型。通过仿真计算得到了各摆线针齿啮合点处的法向接触力、摩擦力和接触应力,并... 针对摆线针轮多齿啮合时的接触力对于RV减速器传动精度和疲劳寿命的影响问题,本文研究了RV减速器摆线针轮多齿啮合的动态过程,建立了RV减速器动力学仿真模型。通过仿真计算得到了各摆线针齿啮合点处的法向接触力、摩擦力和接触应力,并与理论公式计算结果进行了对比。最后对RV减速器样机的传动性能进行了测试,确定了摆线针轮传动是引起RV减速器传动误差的主要原因。由RV减速器分段传动误差的标准差分量可以间接地判断摆线针齿不同啮合位置的匹配性,从而经过针对性的齿廓修形进一步提高RV减速器的传动精度。 展开更多
关键词 RV减速器 摆线机构 接触摩擦力 接触应力 传动误差 传动误差测试 有限元分析 机器人关节
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焊接工字梁应力集中的有限元分析 被引量:12
14
作者 李莹 黄侨 唐海红 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1999-2002,共4页
应力集中对焊接钢桥的疲劳寿命影响非常显著.为了研究焊接结构几何上的差异对焊趾应力集中系数的影响,通过有限元方法模拟结构的细部受力状态,计算出细部的应力集中系数,并分析了结构几何参数对应力集中系数的影响.对桥梁常用的工字形... 应力集中对焊接钢桥的疲劳寿命影响非常显著.为了研究焊接结构几何上的差异对焊趾应力集中系数的影响,通过有限元方法模拟结构的细部受力状态,计算出细部的应力集中系数,并分析了结构几何参数对应力集中系数的影响.对桥梁常用的工字形钢梁的横隔板与主梁翼板连接处的焊缝进行了细部有限元分析.结果表明:细部有限元网格尺寸不能取得过大,否则会影响应力集中系数的计算精度;底板厚度和横隔板厚度对焊趾应力集中系数的影响不大;焊脚长度和焊趾过渡圆弧半径对应力集中系数均有影响. 展开更多
关键词 应力集中 工字形钢梁 几何参数 有限元分析
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液压支架双伸缩立柱有限元分析及结构改进 被引量:4
15
作者 任怀伟 王国法 +1 位作者 范迅 赵志礼 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第12期71-74,共4页
运用Ansys workbench 11.0软件,对LSXGL25175426T933JS型双伸缩立柱进行了2倍中心载荷非线性有限元仿真分析。重点研究了立柱中缸缸底和通液孔2个应力集中区的应力分布及其影响因素,分析了通液孔处最大应力值随结构变化的规律,给出了减... 运用Ansys workbench 11.0软件,对LSXGL25175426T933JS型双伸缩立柱进行了2倍中心载荷非线性有限元仿真分析。重点研究了立柱中缸缸底和通液孔2个应力集中区的应力分布及其影响因素,分析了通液孔处最大应力值随结构变化的规律,给出了减小应力集中的改进措施:适当地减小外缸和中缸的缸径比,增加中缸缸底与缸筒结合处的夹角;合理地选择通液孔的位置、大小和数量。 展开更多
关键词 双伸缩立柱 应力集中 有限元 ANSYS WORKBENCH
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PBL加劲型矩形钢管混凝土不等宽T型节点应力集中系数分析 被引量:15
16
作者 程高 刘永健 +2 位作者 邱洁霖 罗亚林 俞文龙 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2014年第4期74-79,共6页
为研究开孔钢板连接件(PBL)加劲型矩形钢管混凝土T型节点的疲劳性能,进行了T型节点支管受拉、面内受弯及面外受弯的应力集中系数分析。基于矩形钢管混凝土T型节点受拉试验,设计了主管为矩形钢管、矩形钢管混凝土和PBL加劲型矩形钢管混凝... 为研究开孔钢板连接件(PBL)加劲型矩形钢管混凝土T型节点的疲劳性能,进行了T型节点支管受拉、面内受弯及面外受弯的应力集中系数分析。基于矩形钢管混凝土T型节点受拉试验,设计了主管为矩形钢管、矩形钢管混凝土和PBL加劲型矩形钢管混凝土,支管为方钢管的T型节点受拉试件,并采用ABAQUS软件对其进行非线性有限元分析,其中主管钢管宽厚比为27,支主管宽度比为0.4。通过非线性有限元数值模拟,分析热点可能出现位置,并采用二次外推法计算得到支主管的应力集中系数。结果表明:PBL加劲型矩形钢管混凝土节点热点出现位置与矩形钢管节点和矩形钢管混凝土节点一致;与矩形钢管混凝土节点相比,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的应力集中系数显著降低,抗疲劳性能明显提高。 展开更多
关键词 矩形钢管混凝土 T 型节点 应力集中系数 非线性有限元分析
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球面层状弹性轴承结构对其力学行为影响的有限元分析 被引量:6
17
作者 陈高升 张连鸿 +2 位作者 栗付平 覃海鹰 李满福 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期15-19,共5页
应用有限元分析方法,通过AYSYS软件对球面层状弹性轴承的力学行为进行了模拟,得到各胶层的应力分布规律,并分析了胶层厚度、注胶孔形状、截面形状三种结构因素对胶层应力分布的影响。研究结果表明:采用柱形注胶孔的第1层和第2层胶层的... 应用有限元分析方法,通过AYSYS软件对球面层状弹性轴承的力学行为进行了模拟,得到各胶层的应力分布规律,并分析了胶层厚度、注胶孔形状、截面形状三种结构因素对胶层应力分布的影响。研究结果表明:采用柱形注胶孔的第1层和第2层胶层的最大节点应力明显小于采用锥形注胶孔;胶层厚度的合理设计可有效地减小所有胶层的最大节点应力;采用弧形外缘的轴承可以减小胶层间应力的急剧变化,能够延长轴承的使用寿命。 展开更多
关键词 弹性轴承 有限元分析 应力集中 疲劳寿命
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基于有限元法的板式吊耳安全分析 被引量:9
18
作者 王雅俊 王有志 +1 位作者 张向阳 尚进 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第7期117-120,共4页
吊耳是闸门与启闭设备之间重要的连接部件,直接关系到水工建筑物的运行安全。结合实际工程,通过材料力学公式法和有限元分析法对板式吊耳的接触强度进行了研究,对比两种计算方法所得结果的不同之处。有限元法分析表明:吊耳孔附近极少数... 吊耳是闸门与启闭设备之间重要的连接部件,直接关系到水工建筑物的运行安全。结合实际工程,通过材料力学公式法和有限元分析法对板式吊耳的接触强度进行了研究,对比两种计算方法所得结果的不同之处。有限元法分析表明:吊耳孔附近极少数单元应力超过许用应力;不同工况下吊耳孔内壁上的应力及竖向位移变化趋势基本相同,应力集中位置基本相同;极限荷载下吊耳承载能力满足要求。 展开更多
关键词 板式吊耳 有限元分析 竖向位移 应力集中 应力变化曲线
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基于APDL的装载机工作装置动臂参数化有限元分析 被引量:8
19
作者 郑建校 李建新 +1 位作者 贺利乐 罗丹 《煤矿机械》 北大核心 2008年第8期68-70,共3页
运用APDL语言完成装载机工作装置动臂的整体三维建模,在ANSYS环境下对ZL60装载机动臂的结构强度进行了计算。得到了在静力条件下对称水平插入力作用工况下动臂的应力、变形云图,并进行了详细地分析,实现了有限元建模和分析的参数化。将... 运用APDL语言完成装载机工作装置动臂的整体三维建模,在ANSYS环境下对ZL60装载机动臂的结构强度进行了计算。得到了在静力条件下对称水平插入力作用工况下动臂的应力、变形云图,并进行了详细地分析,实现了有限元建模和分析的参数化。将参数化设计引入到有限元结构分析中,实现结构参数快速调整,自动生成分析模型并完成结构分析过程。增强了有限元分析的准确性,并对工程机械及同类结构有一定的指导意义。 展开更多
关键词 APDL 工作装置 动臂 参数化设计 有限元分析 应力
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HX_D1机车小齿轮轴断裂失效应力分析 被引量:4
20
作者 朱有利 王燕礼 +1 位作者 唐亮 刘忠伟 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期69-75,共7页
HX_D1机车牵引电机小齿轮轴的两个疲劳源位于齿轮轴大端油槽-油孔交界处,相对于油槽谷底直径平面呈反对称分布,且不在油槽谷底.为深入研究应力在疲劳裂纹源萌生位置和裂纹萌生过程中的作用,本文基于有限元法建立了HX_D1机车牵引电机转... HX_D1机车牵引电机小齿轮轴的两个疲劳源位于齿轮轴大端油槽-油孔交界处,相对于油槽谷底直径平面呈反对称分布,且不在油槽谷底.为深入研究应力在疲劳裂纹源萌生位置和裂纹萌生过程中的作用,本文基于有限元法建立了HX_D1机车牵引电机转轴组件有限元细节应力分析模型,分析了在齿轮副啮合力作用下小齿轮轴的细节应力及分布状态.计算结果表明:小齿轮轴大端油孔两侧的两个应力集中点关于油槽谷底直径平面呈现反对称分布,这与裂纹源的实际位置吻合;从小齿轮轴锥端向齿端观察,油孔左侧应力集中点第一主应力值较右侧大(约26 MPa),这一区别导致左侧首先萌生疲劳裂纹的概率增大,该分析结果与失效小齿轮轴失效样本统计分析结果吻合.计算结果证实,油槽-油孔交界处呈反对称分布的应力集中在小齿轮轴的疲劳裂纹萌生过程中起决定性作用,建议采用表面机械强化的方法在两个疲劳危险点引入适当的残余压应力,以改善小齿轮轴的抗疲劳性能. 展开更多
关键词 机车齿轮轴 应力集中 疲劳断裂 有限元分析
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