关键词： 有限元   厚板轧制   翘扣头控制  

摘要： 0 引言 厚板轧制过程中,稳定性控制是一项极为重要的生产技术.特别是随着厚板产品厚度的增加,经常会出现轧件的异常翘扣头现象.严重的翘扣头会引起轧件形状恶化,甚至因为不能进一步轧制成板材而导致生产终止.

关键词： FZG齿轮箱   浸油润滑   热-流耦合   流场   温度场  

摘要： 浸油润滑是齿轮传动1种重要的润滑与散热方式，直接影响齿轮传动系统运行温度、应力应变等服役性能。本文中以FZG齿轮箱为研究对象，构建了齿轮传动系统浸油润滑热-流耦合数值仿真模型，揭示了在不同FZG载荷级、不同转速下齿轮箱流场和温度变化规律。发现随载荷级升高，轮齿散热能力提升，系统各零部件温差逐渐加大；随转速的增加，搅油功率损失增加，最高转速下约占系统功率损失的79%。用无线温度测试系统开展了FZG齿轮箱齿轮及箱体温度测试试验，发现模型预测值与试验值相比误差在6%以内，验证了模型的准确性，为齿轮传动系统温度预估和控制提供了理论支撑。

关键词： 钢模块单元   承插式柱-柱节点   受剪性能   有限元分析   抗剪承载力   抗剪刚度  

摘要： 为研究钢模块单元承插式柱-柱节点的受剪性能，开展了两个节点试件的静力加载试验，分析节点的工作机理和应变分布规律。基于ABAQUS有限元软件建立节点有限元模型，通过试验结果验证模型的准确性，并分析插头厚度、承接口厚度、承插深度、浆料强度和钢材屈服强度对节点受剪性能的影响。试验结果表明：注浆能够保证节点的整体性和良好的延性，抗剪刚度达到了952 kN/mm，提高了121%；节点注浆后，主要受力部位的纵向应变和切应变均有明显的降低，砂浆与插头间的协同受剪能力较强，两者间的界面摩擦和自然粘结抵抗了截面部分剪力，可以有效改善节点的受剪性能。有限元分析结果表明：随着承接口厚度和承插深度的增加，节点的抗剪承载力和抗剪刚度基本保持不变；提高浆料强度能够改善节点的受剪性能，但影响程度有限；增加插头厚度和钢材屈服强度对节点抗剪性能影响显著；插头厚度由6mm增加到8、10、12 mm，抗剪刚度分别提高8.7%、15.5%、19.3%，抗剪承载力分别提高20.5%、39.7%、59.1%；钢材屈服强度由235MPa增加到345、390、420 MPa，抗剪刚度分别提高22.2%、34.6%、44.4%，抗剪承载力分别提高36.7%、50.2%、60.7%。根据有限元参数分析，提出了考虑插头腹板和浆料贡献的抗剪承载力和抗剪刚度计算公式，并与有限元分析结果进行了对比，验证了公式的准确性。

关键词： 涡轮导叶   管网耦合计算   冷却结构设计   双层壁冷却   气膜冷却   修正方法  

摘要： 为方便涡轮导叶双层壁冷却结构的设计与研发，对用于双层壁冷却结构设计的管网耦合计算方法进行了研究。利用Python编制了求解双层壁冷却叶片内部流动的一维管网计算程序，结合ANSYS CFX计算软件，搭建了管网耦合设计计算平台；以Mark Ⅱ叶片为原型初步设计了气膜冷却方案，利用源项法模拟了气膜冷却的作用效果，提出了管网耦合计算的气膜冷却修正方法；将修正后的管网耦合计算方法应用于涡轮导叶双层壁冷却结构方案设计，结合三维气热耦合数值计算对管网耦合计算结果进行了验证与分析。结果表明：利用源项法可以模拟气膜冷却的作用效果，并节省约95%的计算时间；与三维气热耦合数值计算相比，气膜冷却修正后的管网耦合计算方法得到了相似的温度及换热系数分布；利用管网耦合计算方法设计的双层壁冷却结构方案具有较好的冷却性能，且耗时约为全三维气热耦合的1/12，在设计前期可利用该方法快速并准确地对方案的合理性进行评估。

关键词： 航空发动机叶片   夹具   有限元   装夹方案   模态测试  

摘要： 航空发动机精锻叶片是典型的复杂曲面薄壁零件，在对叶片榫头进行铣削加工时，定位困难且极易产生变形和振动。针对上述问题，提出精锻叶片多点夹紧的夹具设计方法，并设计了一种低应力硬装夹工装夹具。首先，利用静力学分析对装夹位置进行优化；其次，利用静力学分析对仿形元件材料进行选取，对装夹方式进行优化；最后，通过模态测试试验和振动测试试验测试夹具效果。试验结果表明，采用仿形元件后，系统的低频段幅值降低了50%，高频段幅值降低了75%，一阶共振频率由210Hz提高至402Hz，峰值下阻尼比由17.4%提升至25.9%，振动位移信号有效值降低了35%，加工误差范围降低了59%。

关键词： 柔性并联机构   柔性关节   位置运动学   有限元  

摘要： 为提高柔性3-PRS并联机构位置运动学精度，就不同轮廓形状对柔性关节弹性特性的影响展开研究。首先，针对多种形状与尺寸的柔性关节进行有限元分析，并根据关节形状设计柔性3-PRS并联机构尺寸。然后，通过运动学逆解获得机构末端位姿在轨迹规划下的驱动输入，建立柔性并联机构有限元模型进行测试，获得平台位姿误差及关节转角误差。最后，通过计算验证不同柔性关节对并联机构的影响。研究表明，柔性关节轮廓形状对关节弹性特性有明显影响之外，对柔性并联机构末端位姿也具有一定影响。同时柔性并联机构与刚体并联机构在输入大小相同方向相反时连杆转角有明显差异。该研究为柔性关节的应用及柔性并联机构的位置运动学研究提供重要理论依据。

关键词： 隐形正畸   3D打印   牙模   有限元分析   轻量化设计  

摘要： 对正畸牙模进行轻量化设计，是降低隐形正畸成本的重要途径。以实际牙模为研究对象，采用有限元方法，将压膜工艺等效为牙模外表面的法向载荷，采用相同变形量时正畸牙模的减重效果作为轻量化设计评价指标，对空心、蜂窝、正方体三种轻量化结构填充牙模进行变形仿真分析；最后，更换实际牙模，对分析结果进行验证。研究结果认为：在正畸牙模减重效果方面，蜂窝结构最优、正方体结构次之、空心结构最差。

关键词： B   C/6061Al   材料损伤   应力   钝圆半径   有限元分析  

摘要： 作为核电领域重要的中子屏蔽材料，B4C/6061Al复合材料具有典型的难加工特性。在本研究中，利用有限元分析和实验研究相结合的方法对B4C/6061Al切削过程的材料变形、损伤以及刀具钝圆半径的影响进行了研究。结果表明：加工过程中的切削应力主要集中于切削刃及前刀面，加工表面形貌的形成受制于切削路径上B4C颗粒与刀具的接触作用区域，加工过程中产生的颗粒拔出、基体撕裂和犁沟现象是影响加工表面质量的主要原因。随刀具钝圆半径增大，沿X方向的切削力呈先减小后增大的变化趋势，最大值为4.86N。沿Y方向的切削力和加工表面的亚表面损伤深度均呈增大趋势，最大值分别为2.27N和46.14μm。

关键词： 有限元法   磁致伸缩   直接耦合   磁-机械耦合   铁心  

摘要： 为了提高材料磁致伸缩特性影响下电气产品铁心振动形变计算的可靠性，本文提出了考虑磁致伸缩各向异性和应力影响的磁-机械直接耦合计算方法。计及材料磁致伸缩特性以及磁场能与应变能之间耦合能量关系的影响，推导了磁-机械直接耦合的总能量方程；针对软磁材料的磁-机械耦合求解区域，构建了材料的非线性正交各向异性磁致伸缩应变偏张量模型；基于Newton-Raphson迭代法，推导了磁-机械耦合计算的非线性迭代求解过程，同时也考虑了应力对磁致伸缩的影响。最后，编写了有限元计算程序，并通过对铁心实物模型的实验验证，验证了计算程序的有效性和计算精度。

关键词： 多目标优化   RBF径向基神经网络   NSGA-III优化算法   结构轻量化设计   灵敏度分析   有限元分析  

摘要： 低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式，这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下，进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先，针对低地板电动客车承载式车身特点，对车顶参数化模型进行刚、强度分析和模态分析；继而通过灵敏度分析筛选出7组对质量和刚度影响较大的设计变量；根据拉丁超立方试验设计得到的仿真结果数据，利用径向基（RBF）神经网络建立近似模型，以车顶质量最小、载荷作用下位移最小为目标，采用NSGA－III算法进行多目标优化，并对比分析前后模型的结构性能。优化结果表明：在不改变材料的前提下，车顶实现减重11.32 kg，降低超过1.5%，而力学性能变化在１％左右。文章研究可为特殊种类电动车辆轻量化结构设计提供参考。