最新刊期
      2015 年 第 4 期

        振动·噪声·监测·诊断

      • 姚嘉凌,史文库,陈志勇,孙羽,Saied Taheri
        2015, 37(4): 587-592. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.028
        摘要：难以获得路况信息是影响半主动悬架控制性能的重要因素。进行了依据车载导航系统探测和记忆路况信息,半主动悬架据此信息提前切换到相应控制策略或阻尼的初步研究。设计了半车天棚控制器,在随机路面采用天棚控制,当导航仪探测到前方障碍时,则提前通知悬架控制器切换到小阻尼状态,从而降低振动的峰值,提高行驶的平顺性。仿真计算证明了这种思路的有效性。研制了车载导航系统并设计了路况等级探测和记忆查找的策略,实车试验取得了和仿真相近的效果。  
        关键词：半主动悬架;车载导航系统;协调控制;天棚控制;控制切换   
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        发布时间：2022-09-22
      • 袭著有,闫云聚,常晓通
        2015, 37(4): 593-597. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.001
        摘要：对结构动载荷反演问题进行了灵敏度分析,将结构动态载荷表示为一系列参数的形式。针对过程中存在的不适定问题,利用遗传算法的全局寻优能力获得最佳的参数,从而确定结构的动态输入载荷。这种方法将此动力学的反问题转化为结构动力学正计算,避免传统载荷识别过程中产生的矩阵求逆病态和对初值敏感及累计误差等问题。仿真结果说明提出的识别方法是有效的。  
        关键词：载荷识别;灵敏度分析;微种群遗传算法   
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        发布时间：2022-09-22
      • 董康军,冯洋
        2015, 37(4): 598-601. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.002
        摘要：基于Flugge壳体理论,利用柱坐标系下Green函数和模态展开法,推导了两端简支有限长圆柱壳的声振耦合方程,求解了圆柱壳的辐射声功率和表面均方振速,对比研究了圆柱壳在不同流体中各周向阶数对径向均方振速和辐射声功率的贡献。结果表明,有限长圆柱壳受简谐径向点力激励,空气中,较大周向阶数的振动模态对声功率产生一定量的贡献;当圆柱壳浸入水中时,低频范围内前几阶周向阶数的振动模态对水下圆柱壳辐射声功率的贡献最大。  
        关键词：有限长圆柱壳;振动模态;声辐射   
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      • 刘新芹
        2015, 37(4): 602-606. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.020
        摘要：带集中质量弹性杆的纵向振动在工程应用中是广泛存在而有待于深入研究的现象。考虑动力扰动是谐和的情况。首先写出问题的定解方程组,然后利用假设的带有未知系数的谐和解、问题的边界条件及集中质量处的动力学条件得到确定未知系数的线性代数方程组并求解,得到了问题的解析解。算例以三根杆、两个集中质量为例研究了杆件的振动位移幅度和动态应力幅度在不同频率扰动下沿杆轴方向的分布曲线,结论可为此类结构的动态强度校核和设计提供理论依据。  
        关键词：带集中质量弹性杆;纵向谐和振动;动态位移幅度;动态应力幅度   
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        发布时间：2022-09-22

        实验研究·测试技术

      • 刘清风,程鑫,王宁昌,姜峰
        2015, 37(4): 607-612. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.003
        摘要：利用分离式Hopkinson压杆实验装置(SHPB)对无氧铜进行了常温下不同应变率(2 500 s-1~15 500 s-1)的动态力学性能进行了测试,得到常温下无氧铜的真实应力-真实应变曲线,并分别通过Power-Law本构模型和JohnsonCook本构模型对其进行了拟合。结果表明:无氧铜在受到动态压缩载荷的作用时,其塑性流动应力对应变率并没有表现出敏感的趋势,但对于材料的屈服应力则在应变率高于14 000 s-1时明显增加,同时材料的应变强化效果降低,另外,相较于Johnson-Cook本构模型,Power-Law本构模型能够更准确的预测无氧铜在高应变率下的塑性流动应力。  
        关键词：无氧铜;SHPB;本构模型;冲击压缩   
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        发布时间：2022-09-22
      • 左力,卢曦
        2015, 37(4): 613-617. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.029
        摘要：以不同出厂年限的桑塔纳轿车等速万向传动中间轴为试验对象,试验研究了中间轴前四阶固有频率、不同截面处的表面硬度等典型机械特性随出厂年限的变化情况。研究结果表明:随着中间轴出厂年限的增加,其固有频率有所下降,且下降幅度较小;中间轴固有频率最高下降1.2%,前4阶固有频率下降幅度中高阶大于低阶,但下降率的变化没有规律;不同截面处的表面硬度略微变化,存在先上升后下降的趋势;根据中间轴固有频率和硬度的变化,可以初步推断出中间轴还有60%以上的剩余寿命,具有回收利用价值。  
        关键词：等速万向传动中间轴;固有频率;表面硬度;剩余强度;剩余寿命   
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        发布时间：2022-09-22
      • 尚伟,杨晓婧,张丽娜
        2015, 37(4): 618-622. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.024
        摘要：航空有机玻璃在使用过程中的破坏主要是由于残余应力导致疲劳裂纹所致。残余应力会使航空有机玻璃材料链段或基团取向进而产生双折射效应。主要基于残余应力导致的双折射效应,运用数字相移光弹性法实现由钻孔工艺产生残余应力的无损检测,并对测试结果进行分析得出:钻头进给速度越小,加工时间越长,冻结的残余应力越大;而钻头转速越大,加工温度越高,冻结的残余应力越大。控制装卡使各个方向受到相同的约束,能够使孔周残余应力均匀,防止出现较大应力集中区域。加工直径稍大的孔时,应采用分级钻孔的方式,先钻小孔然后逐级扩大,能够保证孔周残余应力低。  
        关键词：航空有机玻璃;残余应力;数字相移光弹性技术   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张颖,高晗,张盛瑀,李彬
        2015, 37(4): 623-627. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.007
        摘要：采用磁记忆测试技术,对Q235B中心圆孔平板试件拉伸过程圆孔周围漏磁场进行测试,得到不同保载阶段圆孔周围漏磁场参量分布规律。当试件达到试件抗拉强度时,三种孔径试件在局部峰值应力部位均出现漏磁场法向分量值大幅增加、法向分量梯度值突变的现象,证明了采用磁记忆方法可以预报应力集中部位。同时,根据峰值应力位置的力-磁量化关系,得到Q235B材料在实验条件下的磁弹性效应不可逆分量λH的实验值,为局部应力与磁记忆特征值之间量化关系研究提供借鉴。  
        关键词：磁记忆;峰值应力;磁弹性效应不可逆分量   
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        发布时间：2022-09-22

        微电子机械系统

      • 王宁昌,刘清风,程鑫,姜峰,徐西鹏
        2015, 37(4): 628-633. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.012
        摘要：通过超声辅助振动的方式,用金刚石压头对PVD TiCrAlN涂层进行不同振幅下的高频冲击试验。采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪等对冲击后涂层的表面破坏形式和压痕形状进行检测,得出TiCrAlN涂层的抗冲击能力,分析了涂层冲击失效机理。结果表明:TiCrAlN涂层在受到冲击时产生侧向裂纹等失效形式;涂层在冲击载荷下受到的最大拉应力靠近冲击中心接触区边界;TiCrAlN涂层在高频冲击载荷作用下容易发生破坏,但是没有发生剥落,原因可能是:TiCrAlN涂层与基体界面处的结合力较好,涂层与基体界面的结合力影响了刀具涂层的抗冲击强度。  
        关键词：涂层;结合力;高频冲击;疲劳失效   
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        发布时间：2022-09-22

        优化·可靠性

      • 贾爱芹,魏永强,蒋志强
        2015, 37(4): 634-638. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.030
        摘要：根据汽车制动系统和轮胎的典型故障模式分别建立了故障树,利用D-S理论中的似然函数和信任函数分别作为故障树分析底事件发生故障概率区间的上、下界。采用区间分析理论,分别构造了与门区间算子、或门区间算子,对底事件的概率区间进行区间数值运算,解决故障树的量化计算问题,从而获得了顶事件发生故障的区间概率。分别对制动系统和轮胎的可靠度进行了预测。计算结果表明了文中方法的有效和可行性,并可为汽车制动系统和轮胎设计方案的改进和调整提供了参考依据。  
        关键词：汽车制动系统;汽车轮胎;故障树;区间分析;D-S理论;概率区间   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张立章,尹泽勇,米栋,钱正明,贾志刚
        2015, 37(4): 639-645. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.025
        摘要：为了提高涡轮级多学科设计优化的优化效率,保留了双级集成系统综合(BLISS2000)优化策略的基本算法结构,取消了构造近似模型的过程,在计算耗时的气动分析模块中应用具有自修正功能的可变复杂度建模(VCM)方法以缩短计算时间。在此基础上,提出了一种改进的涡轮级优化策略(BLISS2000/VCM)。采用该策略对某发动机涡轮级进行了优化,并与标准优化策略(MDF)进行了对比,结果表明优化效果基本接近,优化效率提高了2.75倍。  
        关键词：双级集成系统综合;优化策略;可变复杂度建模;多学科设计优化;涡轮级   
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        发布时间：2022-09-22
      • 晏红文,田红旗,梁裕国,吕杏梅,欧阳华
        2015, 37(4): 646-650. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.034
        摘要：在多学科优化集成软件Isight环境中,综合应用Pro/E参数化建模功能、Abaqus有限元分析功能,建立一种面向塔架门框的CAD/CAE集成优化设计的框架。首先建立门框的参数化几何模型,其次建立有限元分析模型并提交求解。应用试验设计DOE(Design of Experiments)中的最优LHD(Latin Hypercube Design)算法分析门框几何参数因子与应力间的交互效应、相关性。采用模拟退火ASA(Adaptive Simulated Annealing)全局优化算法开展门框的静强度优化设计,以整段塔架的重量最轻为目标,得到满足门框强度设计的最优解。为塔架门框的强度优化设计提供一种科学的设计方法。  
        关键词：有限元;塔架门框;LHD算法;ASA算法;优化设计   
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        发布时间：2022-09-22

        设计·计算

      • 张子骞,颜云辉,杨会林,王雷
        2015, 37(4): 651-656. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.013
        摘要：薄壁管材等曲率矫直极限弯曲半径作为重要的工艺参数,直接决定了矫直设备结构和管材产品质量。而目前现场仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定,亟待建立针对性的极限弯曲半径数学模型以指导生产,为此基于薄壳理论的相关假设,确定了变形区的应力应变状态,以塑性拉伸失稳为失效形式,运用塑性增量理论和Swift分散失稳准则建立了极限弯曲半径的解析模型,经有限元仿真验证了模型的正确性,定性分析了极限弯曲半径的影响因素,为继续深入研究矫直相关工艺参数的合理设置、完善薄壁管材矫直理论体系奠定基础。  
        关键词：薄壁管材;等曲率矫直;极限弯曲半径;拉伸失稳   
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        发布时间：2022-09-22
      • 田家林,杨志,付传红,余长柏,董明键,龙小康,方剑,李友
        2015, 37(4): 657-663. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.008
        摘要：针对现有钻井实验平台的特点与不足,创新性设计一种可进行综合实验的多功能钻井平台。首先在完成钻井综合实验平台的钻机系统设计的基础上,提出钻机载荷平衡新方法,通过对内、外平衡方法进行计算并对比分析其结果,得到不同平衡方法对实验平台性能的影响特点。最后根据钻井综合实验平台可倾斜钻进的设计特性,对不同平衡条件下的井筒载荷进行力学性能分析,得到该方案条件下的钻井综合实验平台设计的关键技术参数。研究结果表明:不同的平衡方法可实现由实验平台门架或井筒承受钻进过程中的钻杆轴向载荷,实质上是将载荷在门架、井筒、轨道、地基之间进行不同的传递或转换,从而对实验平台的设计与连接件有不同要求,对其关键件的失效形式具有决定性的影响。对于文中的综合实验平台,从安全的角度考虑,采用门架承受载荷(外平衡力学系统)方案要优于井筒内平衡方案。研究方法与结论对于钻井实验平台的设计优化以及失效分析、安全评价具有参考意义。  
        关键词：钻井;实验平台;设计;载荷;平衡;力学性能;失效   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杜宝江,晏申良,査亮,叶其含,李双双
        2015, 37(4): 664-671. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.031
        摘要：机油泵是动力机械润滑系统中的核心部件。以外啮合齿轮机油泵为研究对象,针对机油泵新产品试制过程中出现的卡死现象进行有限元及理论分析。采用CFX对机油泵进行内流场数值模拟,通过Ansys Workbench,对机油泵从动部分进行热固耦合结构分析,并结合Matlab曲线拟合插值,找到卡死原因;以流体动压润滑为基础,将最小油膜厚度,温升,承载能力作为分析重点,针对卡死原因,给出合理的解决方案。最后通过相应物理实验对改进方案进行实验验证,证明了分析结果的合理性,为机油泵的优化设计开发提供技术参考。  
        关键词：机油泵;Ansys;油膜厚度;Matlab;卡死   
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        发布时间：2022-09-22
      • 吕建东,何斌,姚利科,范钦珊
        2015, 37(4): 672-675. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.004
        摘要：有限元传递矩阵法提供了一种解决复杂结构工程问题的高效手段,由于传统有限元传递矩阵法的状态矢量通常都包括线位移和角位移,导致瞬态动力学问题求解时对数值方法依赖性较强。基于此,提出了一种求解结构动力学的有限元加速度传递矩阵法,将状态矢量里的位移变为加速度、角位移变为角加速度,避免了传递矩阵与数值方法的直接耦合,能够方便地求解结构工程动力学问题。最后通过算例验证了方法的有效性。  
        关键词：有限元;传递矩阵;结构动力学   
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      • 张平,马建,那景新
        2015, 37(4): 676-681. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.005
        摘要：针对波纹管受轴向压缩时的吸能特性,开展理论分析研究。考虑波纹管发生轴对称变形下的吸能机理,推导出平均压溃力的理论计算公式,从中可以看出它主要受到波纹管几何结构参数、材料性能参数和加载速度的影响。对比数值模拟结果,表明所建立的理论分析模型基本正确。基于理论模型和数值模拟研究了几何结构参数和加载速度的影响规律,随着波纹角的减小和波距的增大,平均压溃力呈加速增大的变化趋势;动态加载时平均压溃力约增大80%。研究工作为波纹管在结构耐撞性领域的应用提供了理论指导和设计帮助。  
        关键词：耐撞性;波纹管;轴向压缩;轴对称变形;理论分析   
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      • 向熔,毕玉华,雷基林,宋国富,申立中,徐远志
        2015, 37(4): 682-688. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.033
        摘要：基于弹性力学理论与接触对方法,建立了四缸增压中冷柴油机的机体-缸盖-缸套的装配耦合模型,在预紧工况下研究了机体刚度、螺栓预紧力大小、缸盖螺栓沉头孔深度、缸套轴肩定位凸台的角度以及螺栓啮合长度等因素对缸套变形的影响。研究表明:四个缸的缸套变形不均匀,其中1、4缸缸套变形相对于2、3缸缸套变形较大;机体改进后,刚度提高,缸套径向变形量和扭曲度减小;螺栓预紧力越大,缸套变形越大;缸盖螺栓沉头孔深度越接近缸套轴肩定位凸台深度,缸套变形越大;缸套轴肩定位凸台的角度为20’时,缸套的变形相对较小;缸盖螺栓啮合长度对缸套的径向变形影响较小。  
        关键词：螺栓预紧力;缸套变形;增压中冷柴油机;影响因素   
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      • 崔海,沈博侃
        2015, 37(4): 689-694. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.035
        摘要：针对大空间范围内的拍摄需要,设计并制作了空间柔索驱动并联云台。为了研究大尺度系统中柔索的变形问题,建立了该三自由度柔索驱动并联云台运动学数学模型。采用Newton-Raphson迭代法对运动学正解问题进行求解,分析机构灵巧度的分布情况,并以此为依据,在工作空间内对目标轨迹进行规划。利用运动学反解,计算柔索的理想长度变化规律,利用悬链线方程计算柔索由于变形引起的长度变化,为系统控制提供理论依据。  
        关键词：空间3T;柔索驱动;柔索变形;灵巧度;轨迹规划   
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        发布时间：2022-09-22
      • 史革盟,师俊平,鲁开讲
        2015, 37(4): 695-700. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.021
        摘要：利用向量范数和矩阵范数理论,导出了机构主动关节驱动力或力矩相对变化量与动平台速度加速度相对变化量之间的解析关系式,提出并联机构速度加速度性能的量化指标,并且它们在工作空间分别趋近于雅可比矩阵和惯量矩阵的奇异位形轨迹,以这两条奇异位形轨迹为边界确定机构工作空间,它们的公共部分可以作为机构动力学性能优良的工作空间。分析了主动关节的速度和加速度引起的耦合作用,提出评定主动关节之间耦合程度的度量指标,为机构的关节解耦控制提供了依据。结合实例,分析了机构速度加速度性能和主动关节之间的耦合性。  
        关键词：并联机构;加速度性能;速度性能;耦合性   
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        发布时间：2022-09-22

        焊接·铸造·锻压·热强度

      • 董雅文,张宝锋
        2015, 37(4): 701-705. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.014
        摘要：以"褶皱模型"为基础,建立了热障涂层体系理论模型,采用了温度参数法构造涂层体系的残余应力场,建立了涂层下限安定分析的有限元离散格式,分析了褶皱程度和氧化层厚度对涂层体系安定极限的影响。针对"褶皱模型"的几何特点,将其转化成三层厚壁圆筒模型,给出相应的安定极限的解析表达式,建立了热障涂层简化解析模型,与数值结果进行比较,该简化模型在C/L<1或C远远小于L,即褶皱程度不是很剧烈的情况下和数值结果较为贴近,可作为一种近似计算热障涂层安定极限的方法。  
        关键词：热障涂层;安定;残余应力;褶皱模型   
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        发布时间：2022-09-22

        疲劳·损伤·断裂·失效分析

      • 柳军,黄陈,陈绍伟,张小洪,何星
        2015, 37(4): 706-711. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.018
        摘要：将磁记忆检测与模糊评判理论应用到压力容器综合安全评价中,建立了压力容器的综合安全评价模型。运用磁记忆检测方法和相应缺陷量化公式得到压力容器的缺陷参数;提出基于压力容器的疲劳、断裂评定方法获得疲劳、断裂失效的隶属度;根据建立的因素集、评价集和权重集,采用加权平均法实现对压力容器的综合安全评价;最终获得了一种压力容器缺陷量化的综合安全评价方法,并给出计算实例。  
        关键词：压力容器;安全评价;模糊数学;缺陷尺寸   
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        发布时间：2022-09-22
      • 白国振,王巧然
        2015, 37(4): 712-717. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.022
        摘要：基于疲劳寿命损伤理论,通过分析各级载荷对疲劳寿命的贡献,对零件损伤小的载荷,将其部分使用次数按其他载荷等级的频度分配。利用Ansys软件对蜗轮蜗杆进行动态分析,得到齿面接触应力结果;在n Code疲劳分析软件联合有限元分析结果与循环载荷时间历程,计算蜗轮蜗杆的疲劳损伤,通过试验进行验证。给出具体的计算方法,就蜗轮蜗杆的加速可靠性及可行性进行分析。  
        关键词：疲劳损伤;加速疲劳;载荷谱;结构应力;蜗轮蜗杆   
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        发布时间：2022-09-22
      • 项载毓,肖正明,伍星,高湘源,王鑫
        2015, 37(4): 718-724. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.017
        摘要：铸造起重机是冶金工业中常用起重运输装备,其工况环境恶劣,出现故障引发的事故危害较大,对该类装备进行准确的力学性能及疲劳分析显得非常重要。针对200/63 t四梁四轨双小车铸造起重机,建立其合理的桥架三维模型与动力学模型,基于实际载荷特性及动态参数分析,通过合理的结构简化与边界条件设置,运用Ansys软件对起重机桥架进行瞬态动力学分析。在获取准确的主梁结构危险单元应力动态响应的基础上,结合线弹性断裂力学理论,开展冲击载荷下主梁疲劳裂纹扩展寿命研究,为起重机结构优化与可靠性设计提供理论依据。  
        关键词：铸造起重机;瞬态动力学;疲劳裂纹扩展寿命;断裂力学;冲击载荷   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张中奎
        2015, 37(4): 725-729. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.026
        摘要：设计航空发动机涡轮叶片榫头/榫槽接触模拟试验件,基于涡轮叶片的实际工况,进行了榫头/榫槽接触疲劳试验。基于Paris公式提出了榫头接触疲劳裂纹扩展寿命模型,并采用晶体滑移有限元程序对涡轮榫头/榫槽接触进行了有限元模拟。有限元分析得到的疲劳裂纹扩展寿命与试验结果相符,表明提出的疲劳裂纹扩展寿命模型可用于指导分析榫头寿命。  
        关键词：镍基单晶涡轮叶片;榫头/榫槽;接触疲劳;裂纹扩展寿命   
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        发布时间：2022-09-22
      • 唐东林,申杰斌,郭强,史磊,尹小静
        2015, 37(4): 730-734. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.009
        摘要：由于名义应力法对抽油机驴头疲劳寿命预测结果偏离实际而引入应力场强法,给出了两种方法的预测步骤。基于驴头所受循环交变载荷分析,在Ansys仿真环境下进行静态仿真,计算极限载荷下喉口处应力值;进行准静态仿真,计算喉口处应力值与局部损伤区域内应力场强随时间的变化历程,依据步骤处理仿真结果得到两种方法的疲劳寿命预测值。对驴头现场使用寿命进行统计并拟合其疲劳寿命分布来验证两种方法准确性,并分析了形成误差结果大小不同的原因,结果表明应力场强法预测精度较高,预测结果贴合现场实际。  
        关键词：抽油机;驴头;疲劳寿命预测;应力场强法   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杨慧
        2015, 37(4): 735-741. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.011
        摘要：基于增量损伤理论,提出一个可描述颗粒增强复合材料渐进式脱粘损伤、基体塑性变形及颗粒尺寸效应的本构模型。采用双夹杂模型将韧性界面相嵌入到增量损伤理论模型,用界面分离的能量平衡式来描述颗粒增强复合材料的渐进式脱粘损伤。该模型可研究颗粒尺寸效应和界面性能对复合材料应力-应变关系的影响,并可解释界面相对复合材料力学性能的颗粒尺寸效应的影响。  
        关键词：颗粒增强复合材料;脆性界面相;有限元方法;脱粘损伤   
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        发布时间：2022-09-22

        研究简报

      • 宁程丰,方宗德,王峰,王星
        2015, 37(4): 742-747. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.027
        摘要：为合理有效地计算航空用复杂齿轮箱体的静动态力学性能,选用Ansys软件中常用的几种有限元实体单元类型,分别对箱体进行有限元网格划分、箱体静力分析以及动态分析。实例计算比较了不同单元类型对计算耗时以及结果精度的影响,为今后复杂箱体有限元分析中单元选取给出了建议。  
        关键词：航空齿轮箱;Ansys;单元类型;网格密度;有限元分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 赵道利,王华有,吴子娟,梁武科,南海鹏,郭鹏程,孙维鹏
        2015, 37(4): 748-753. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.032
        摘要：针对某电站水轮机增容改造后转轮应力水平过高的问题,提出了延长叶片近上冠部分的出口边和添加补强三角块两种解决方案。采用CFD方法对水轮机全流道进行定常流动分析,将所得水压力加载到转轮的有限元模型上进行刚强度分析,获得了两个方案下的转轮最大等效应力值和最大变形量。计算结果表明:原转轮最大应力值出现在额定工况,这是因为叶片中部和出口靠上冠两个区域的正背面压差较大,载荷分布不均匀;额定工况下,两种方案可相同程度地将叶片最大应力值减小14.5%,其中方案A由于叶片出口边跨度增加,叶片最大总变形量要大于方案B;方案B的最大应力值位于三角块斜边与叶片出口边相交的位置,离叶片根部较远,有效地改善了叶片根部的受力;同时,流场分析结果表明:两种改型方案对于各工况下的水轮机能量特性和空化性能影响较小。  
        关键词：混流式水轮机;叶片出水边;三角块;刚强度分析;有限元方法   
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        发布时间：2022-09-22
      • 程鑫,刘清风,王宁昌,姜峰
        2015, 37(4): 754-760. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.015
        摘要：基于Third Wave Advant Edge建立二维有限元模型,对镍基高温合金Inconel 718的车削过程进行数值仿真分析,并通过直角车削试验验证仿真模型的精准度;提出了刃口几何参数的优化流程,获得了不同刃口几何参数下的切削温度和应力分布,研究了刀具刃口几何参数对刀具应力及刀具温度的影响,进而对加工镍基合金的刀具刃口参数进行优化。仿真结果表明:在选定后角7°时,粗加工镍基合金Inconel 718的最优前角为6°,最优刃口钝圆半径为60μm;随着刀具前角的增加(0°~10°),切削温度逐渐增加,刀具应力先减小后增加,切屑的高温区逐渐减小,刀具的高应力区逐渐向后刀面扩展;随着刃口钝圆半径的增加(30μm~80μm),刀具温度逐渐增加,温度分布无明显变化,刀具应力先减小后增加,切削刃附近应力集中现象减弱。  
        关键词：镍基合金;有限元模型;切削温度;刀具应力;刀具刃口几何参数优化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 戴杰涛,李烈军,张祖江
        2015, 37(4): 761-764. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.023
        摘要：为了解决M型高压水泵曲轴断裂的问题,在对M泵曲轴断裂情况进行充分分析的基础上,应用Ansys有限元对曲轴进行了受力分析,通过仿真分析发现其应力集中严重的部位与断裂部位重合,同时根据实际的断裂情况对曲轴倒角的设计进行了仿真计算,重新确定了倒角的大小。为了进一步验证断裂的情况,应用解析法对其断裂截面的疲劳强度进行了校核计算,计算结果表明,原4 mm倒角情况下曲轴的疲劳强度安全系数低于许用安全系数,改进为8 mm倒角后疲劳强度安全系数满足设计要求。在此基础上对M泵的曲轴进行了改进设计,改进后的应用效果显著,解决了困扰企业的曲轴断裂问题。  
        关键词：曲轴断裂;倒角;Ansys;疲劳强度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 伍开松,严才秀,邓涛,赵攀,贾同威
        2015, 37(4): 765-769. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.010
        摘要：球冠形复合钻头滑动轴承结构是一种新型的钻头轴承结构,目前还没有相关文献对其力学行为进行深入的研究。为此,利用Ansys有限元分析软件,建立了球冠形复合钻头滑动轴承的三维模型;其次通过接触有限元求解计算,对比分析了球冠形与圆柱形两种滑动轴承接触压力分布大小与规律;最后以球冠半径为设计变量、峰值接触压力为目标函数,建立了球冠形复合钻头滑动轴承的优化设计模型。优化结果表明:相比优化前峰值接触压力降低了50.6%,von Mises峰值应力降低了17.7%。优化后的接触压力分布更合理,能有效的提高轴承的使用寿命和工作可靠性。  
        关键词：复合钻头;滑动轴承;球冠形;优化设计   
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        发布时间：2022-09-22
      • 梅领亮,林小夏,梅雪松
        2015, 37(4): 770-775. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.036
        摘要：针对柔性电路板(FPCB)贴补强机的结构进行了动态特性计算与分析,发现补强机一阶、二阶固有频率偏低以及动态特性差等设计方面的问题,导致补强机平台变形量大、补强精度低下等现象发生。为此,根据有限元分析结果,对补强机的结构进行了优化和改进设计,在不同的位置增加了斜拉筋和三角肋板来提高结构的刚度和模态,使补强机的动态特性得到明显提高。实验检测表明,改进设计后,补强机的稳定性和定位精度得到了明显的提高。  
        关键词：有限元;仿真分析;PCB;补强机;优化设计;验证   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杨大鹏,王均杰,赵耀,李天匀,陈建桥
        2015, 37(4): 776-780. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.006
        摘要：研究准静载荷作用下的硬化材料弹塑性弯曲裂纹尖端的张开位移问题。综合考虑了准静作用应力,塑性区域边界上正应力与剪应力,利用二阶摄动方法与卡氏定理计算了硬化材料弹塑性弯曲裂纹尖端的张开位移。作图分析了弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移尺寸与材料硬化指数之间的变化关系。在幂硬化材料中,弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移随着材料硬化指数n的增大而减少,当n等速均匀增加时,弹塑性弯曲裂纹尖端张开位移加速减少,减少的幅度越来越大。当材料的硬化指数相同时,弯曲裂纹尖端张开位移随外载荷的不断减小而逐渐减小。开拓了一个计算硬化材料弹塑性弯曲裂纹张开位移的理论模型的崭新领域。  
        关键词：准静载荷;硬化材料;弯曲裂纹;二阶摄动方法;张开位移   
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        发布时间：2022-09-22
      • 王志杰,李建兴,徐晓军
        2015, 37(4): 781-784. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.019
        摘要：基于流体力学的方法,运用数值计算找出不同流速下消声器的压力损失。然后利用Fluent软件对某款消声器的压力损失进行仿真分析,研究消声器结构对压力损失的影响,分析压力损失产生的原因。在此基础上对消声器的结构进行优化。研究结果表明,消声器内插管和穿孔率的合理布置可以有效降低压力损失,进而为消声器的优化设计提供依据。  
        关键词：流体力学;数值计算;压力损失;优化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 刘丽敏,刘伯青,刘丰,董晓丽
        2015, 37(4): 785-789. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.016
        摘要：运动系统是数控成形机实现其基本功能的关键部件,同时也是影响其加工精度最主要的部件。首先对成形机的运动系统开展机械结构设计,依据轻量化设计原则,对其关键部件Y轴和Z轴采用了铸铝材料,并将其设计为具有轻质支撑型芯和大面积惯性矩的三明治结构。然后通过有限元数值模拟方法对其进行了结构静力学和模态分析,并进行了工程验证,最后研究得知运动系统在刚度和强度方面均能满足成形机的使用要求和许用条件。  
        关键词：数控成形机;运动系统;轻量化设计;静力学分析;模态分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 柴国栋,王顺慧,柴国强
        2015, 37(4): 790-792. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.04.037
        摘要：利用Ansys有限元分析软件,采用子结构法进行机箱及其模块的模态分析,得到整机的固有频率及模态振型,并由固有频率和模态振型进一步讨论如何提高整机的结构刚性,子结构法对大型电子设备的动力学分析有一定的参考意义。  
        关键词：有限元;子结构;模态分析;电子设备   
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        发布时间：2022-09-22
      • 2015, 37(4): 793.
        摘要：<正>郑州机械研究所焊接技术研究中心是国内较早从事焊接技术研究的单位之一,下设特种焊接材料研究室、钎焊材料技术公司、焊材装备研究室、焊接工艺研究室及中心办公室。依托该中心建有新型钎焊材料与技术国家重点实验室、河南省焊接工程技术研究中心、河南省焊接技术与装备院士工作站。该中心实行开放式管理,接纳国内外专家学者开展研究工作,提供焊接技术咨询、技术服务、技术培训和焊接工艺评定,在耐磨堆焊材料及堆焊工艺技术、钎焊材料及钎焊工艺技术、镀铜焊丝生产装备和工艺技术、焊接工艺技术及装备等方面具有雄厚的综合实力。  
          
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        发布时间：2022-09-22
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