关键词： 椰青   椰青加工机   机构设计   有限元分析   正交试验设计  

摘要： [目的]提高椰青加工机械化、自动化程度。[方法]设计一款新的椰青加工机,该机由压紧旋转机构、侧顶一体切削机构、夹持机械手和切底机构等组成,通过对最关键的侧顶一体切削机构的力学分析计算、三维建模及有限元分析进一步优化设计方案。[结果]影响切削加工效果的主要影响因素顺序为刀具进给速度>椰青的旋转速度>刀具切削角。椰青加工机的最优参数组合为椰青旋转速度450 r/min,刀具进给速度1 mm/s,刀具切削角16.7°。[结论]该机椰青加工成功率达100%,效率可达100个/h,具有工程应用价值。

关键词： 飞机薄壁件   装配偏差模型   影响系数法   超元刚度矩阵   有限元分析  

摘要： 针对柔性装配模式下飞机薄壁件的装配特点,综合考虑薄壁件的制造偏差、柔性工装的定位偏差及柔性件在装配力作用下的变形误差,提出一种基于柔性装配的飞机薄壁件装配偏差模型。首先,结合柔性工装定位偏差,通过确定性定位法对薄壁件发生转动和平动产生的刚性偏差进行分析,并利用影响系数法和超元刚度矩阵理论对薄壁件因夹紧和铆接装配而产生的柔性变形进行分析。其次,针对薄壁件偏差传递规律建立了装配偏差模型,利用MATLAB求解可得到薄壁件上各关键特性点的法向偏差,对装配体最终偏差进行了有效预测。最后,通过某型飞机薄壁件进行实例验证,并借助有限元分析软件ABAQUS对薄壁件装配过程进行仿真。通过对关键测点装配偏差的计算结果和仿真结果对比,验证了文中提出的飞机薄壁件装配偏差模型的可行性。

关键词： 套管   多工位成形技术   本构模型   损伤断裂模型   等效应力   载荷  

摘要： 针对某车用复杂套管加工工序多、成本高、产量低的生产现状,将多工位成形技术应用于其生产。围绕塑性变形手段和生产材料的塑性变形能力制定了套管的两套成形方案,并分别建立了数值仿真模型;基于物理试验在Deform-3D中建立了套管材料的本构模型及损伤断裂模型,完成了套管的模拟成形,并根据模具的填充情况、金属流动、材料损伤程度等全面分析了两套工艺的可实施性;比较了两方案各工位成形零件的等效应力及载荷等数据,得到了可靠的成形方案。最后,进行了成形模具的制造以及套管的多工位成形试验,得到的套管成形饱满,质量好,表面无刮痕,内孔光滑且无拉毛等缺陷,与仿真结果一致,且套管的尺寸检测结果也均符合工艺要求,验证了工艺的准确性。

关键词： 有限元分析   桥梁   监测   应力   线形  

摘要： 针对桥梁工程连续梁施工过程中的结构稳定性及施工安全性问题,利用有限元软件分析了亭子镇明月江特大桥下承式连续梁拱组合体系桥施工过程的应力与线形变化。同时采用千斤顶油表示数与频谱分析法双控的方法构建了桥梁施工监控模型。结果表明,主梁浇筑完成后主梁各截面应力值均在合理范围内,其中主梁应力最大值与最小值分别为7.21MPa与3.01MPa。研究结果可以为桥梁工程连续梁的施工监测提供有效的理论支持。

关键词： 半速汽轮发电机   新计算方法   端部电磁场   损耗   温度分布  

摘要： 核能相对于传统火电具有更加广阔的应用前景,发展高效安全的核电半速汽轮发电机是核电技术发展的关键。作为电力系统的核心装备,随着百万千瓦级核电半速汽轮发电机单机容量的不断提高,其端部区域损耗和发热问题日趋严重。为了提高核电半速汽轮发电机端部电磁场和损耗的计算精度,提出一种2D-3D电磁场-路耦合新计算方法,研究1 407 MV·A核电半速汽轮发电机端部区域内电磁场和端部构件损耗的分布规律,采用磁场储能法和解析法计算得到定子端部漏抗,将定子端部漏抗应用于核电半速汽轮发电机外电路中,对二维瞬态电磁场、三维端部瞬态电磁场以及负载外电路进行了耦合计算,考虑转子旋转、材料特性以及复杂端部构件实际尺寸等因素,研究核电半速汽轮发电机端部电磁场、端部构件磁密和涡流密度的分布情况,确定核电半速汽轮发电机端部构件的损耗。建立了核电半速汽轮发电机三维端部区域流固耦合模型,将新计算方法得到的端部结构件损耗值作为热源,流体网络计算得到端部区域入口速度和出口压力值作为边界条件,计算得到端部区域内复杂流体流动和端部构件温度的分布规律,并与实测值进行对比,验证了所提计算方法的可行性。

关键词： 道路工程   路面剩余寿命   有限元分析   水泥路面   板底脱空   Abaqus   不连续脱空  

摘要： 【目标】针对水泥路面脱空病害不可避免又缺乏有效结构承载力评价方法的问题,研究水泥路面板底脱空含水状态对面板承载力和剩余寿命的影响规律。采用Abaqus构建了水泥路面的三维有限元模型。【方法】以充气脱空为对象,分析了脱空区域连续性、脱空尺寸等参数对路面应力和位移的影响;根据脱空含水区域的物理特征,提出了降低弹性模量和提高材料泊松比的含水脱空区域数字模拟方法,建立了高中低3种状态的脱空含水区域,分析了脱空含水对路面承载力的影响。在此基础上,以实际路面为对象,结合仿真结果和疲劳寿命分析方法,分析了含水与不含水脱空区域的剩余疲劳寿命。【结果】脱空尺寸和脱空含水是影响路面结构安全性的主要因素,路面的应力和位移随脱空尺寸的增大而增大,而含水会进一步增大轴载作用下脱空区域的应力及位移;脱空区域含水程度越高,路面的应力及位移增长越快,路面的应力及位移与轴载呈线性增加的关系;脱空区域含水时的路面剩余寿命远小于充气脱空路面剩余寿命,证明了充水脱空对路面的结构安全性危害更大。【结论】路面剩余疲劳寿命与脱空半径成负相关,脱空半径越大,剩余寿命越短;当脱空半径达到0.4 m时,路面剩余寿命不足1 a,需立即修复。【应用】研究结果为分析路面结构安全性和路面养护提供了科学依据。

关键词： 梁格法   板壳单元模型   正交异性刚桥面板   宽幅双层钢桁梁  

摘要： 探讨梁格法在宽幅双层钢桁梁桥中的应用前景。首先,以宽幅双层钢桁梁桥作为工程实例,运用有限元软件ANSYS建立尽可能考虑实际构造的板壳单元模型;其次,依据梁格法的理论,找到适合该实例的梁格划分方法,进而建立梁单元模型;最后,对比两者的位移、反力和应力结果。结果显示:梁单元模型的位移、反力和应力与板壳单元模型的变化规律相同,挠度最大相差仅为5.16%,反力平均相差仅11 kN,应力平均差值为2.52 MPa。在对此类宽幅钢桁梁进行空间分析时,梁格法具有有效性。

关键词： 桥式起重机   拓扑优化   变密度法   有限元分析   设计  

摘要： 当前,一些桥式起重机主梁因沿用以往的经验进行设计而导致用料冗余,为提高作业效率,需要对桥式起重机主梁进行优化设计。拓扑优化中常用的变密度法(SIMP)会产生灰度单元,致使结果边界不清晰。为解决此问题,文中采用一种SIMP与参数化水平集法(PLSM)相结合的方案,通过SIMP法获取结构的主传力路径,选择径向基函数(RBF)提取传力路径边界,构建初始水平集函数,利用PLSM法对结构进一步优化。最终,成功实现了对桥式起重机主梁的拓扑优化,重新设计的主梁在质量减少1.7%的同时刚度得到了显著提升。

关键词： 滚刀破岩   切削力   有限元   掘进试验   CSM模型  

摘要： 针对目前工程上常用的常截面盘形滚刀受力分析问题,应用有限元方法建立了滚刀破岩的三维旋转切割模型,模拟滚刀破岩过程。通过计算得出常截面盘形滚刀破岩时的切削力,并与实验数据和文献数据进行比较,结果表明模拟的滚刀切削力与实际情况较为吻合,验证了仿真模拟的可靠性。同时,滚刀破岩掘进试验结果表明,所测滚刀垂直力随时间变化曲线与仿真结果一致,呈波动特征,且滚刀切削力试验值与仿真数据误差较小。进一步将模拟数据与科罗拉多矿业大学(CSM)模型对比,发现整体结果较CSM模型值偏大,但与实验值更接近。通过对仿真模型岩石强度、掘进加载速率、刀刃宽度3个因素进行参数敏感性分析,得出在相同贯入度下,垂直力随上述因素的增大而提高,但掘进加载速率对垂直力的影响较小。相关成果可为TBM隧道的掘进设计与施工提供参考。

关键词： 0号高加   火电机组   热经济性   汽水分布   能效分析  

摘要： 耦合0号高加可提高大型火电机组在低负荷时的给水温度进而改善机组运行经济性。基于质量守恒与能量守恒方程,经严密数学推导,建立了耦合0号高加的热力系统汽水分布模型,给出了确定汽轮机负荷下目标给水温度工况对应的热经济性指标计算方法;进一步,提出了耦合0号高加的火电机组变工况热经济性计算方法,实现了对耦合0号高加火电机组热经济性的全面评估。以600 MW机组为例进行了计算和分析,结果表明:本文所提变工况计算方法的指标计算误差不超过0.15%,具有较高精度,可用于大型火电机组耦合0号高加时的热经济性评估;在30%~75%负荷段,增设0号高加可使机组给水温度提升19.1~32.3℃,循环热效率提升0.18%~0.2%,机组热耗率降低29.3~34.6 kJ/(kW·h),且机组负荷率越低,损失的内部功越少,热耗率降幅越大。