本文通过对载荷设计中的静气动弹性分析方法进行研究，发展了一种基于外部刚性气动力数据和改良片条理论修正的弹性载荷修正方法。其中结构变形通过工程梁方法提取部件刚度阵进行计算，气动力通过网格化模型基于外部试验或CFD气动力数据库插值得到。结构和气动之间位移和力的数据传递分别利用曲面样条和形函数面积坐标加权法插值，弹性载荷修正通过改良后的片条理论计算，由此迭代循环直至结构变形收敛。同时通过对相关工程实例进行分析计算并与成熟方法对比，验证了该方法的可行性和高效性。

通过对考虑静气动弹性影响的载荷设计中多种插值方法的研究与比较,对适用于三维情况下的气动和结构模型之间耦合计算时的载荷传递和位移插值方法进行原理分析和优劣比较,最终确定了曲面样条函数和形函数面积坐标加权两种数据传递方法,分别对其进行了公式推导与编程实现,并利用已有的算例模型计算得出的各项气动力数据调用程序进行插值计算,最后将插值前后的结果进行对比来验证程序的合理性。

随着飞机燃油系统的广泛应用,由于压力和流量的增大,燃油系统活门在关闭过程中容易出现结构变形,导致活门出现卡死和无法完全关闭的现象。通过建立球形燃油活门的三维流固耦合动力学模型,基于Workbench平台,对活门关闭过程瞬态特性进行仿真分析。结果表明:流道中活门关闭旋钮为易变形结构,在流体压力作用下变形量较小;变形量随开度呈非线性正相关变化,在进口压力逐渐增大时,压力差随之变大,此时活门无法正常关闭;对同类活门做对比分析试验,发现仿真和试验结果基本吻合,提出适当降低流量和压力是延长活门寿命的重要方法。

建立了鼠笼柔性支撑一体化轴承的FEM-拟动力学迭代分析模型,采用FEM模型计算支撑结构和轴承滚道的变形,采用非圆滚道的拟动力学模型分析轴承动态特性。研究了一个鼠笼支撑一体化球轴承在载荷作用下的内部载荷分布,分析了柔性支撑一体化结构对球轴承动态特性的影响。结果表明,鼠笼支撑一体化结构使轴承内部最大接触载荷减小了10.94%,疲劳寿命增加了11.3%,轴承刚度大幅降低,打滑率上升了15.8%。并且,轴承套圈壁厚越厚,结果越接近刚性支撑假设的计算结果;轴承套圈壁厚越薄,鼠笼支撑带来的影响越显著。

垂直减震装置是潜载导弹发射装置的重要组成部分,环形弹簧作为减震元件,是垂直减震装置的核心元件,需要满足不同工况下的减震需求。本文通过理论计算,并结合试验数据,利用Abaqus软件建立环形弹簧静载和动载模型,通过有限元分析得到静载荷作用和冲击载荷作用下环形弹簧应力应变分布情况。研究结果表明：环形弹簧有限元计算与试验结果误差不大,随着载荷的增大,应力应变也随之增大。静载工况下,外圆环最大应力出现在锥形截面上,而内圆环最大应力出现在内圆环内表面。冲击工况下,环形弹簧冲击刚度远大于静刚度值,外圆环与内圆环最大应力位置与静载状态最大应力位置相反。

浮动离心式深孔抛光装置的设计解决了大型不对称零件深孔抛光的加工难题,其设计原理是利用物体高速回转时产生的离心力。浮动离心式深孔抛光装置的结构特点就是其结构既能让抛光物有一定的浮动范围以充分利用高速回转时的离心力作为抛光力,又能限制抛光物不至于在离心力的作用下被甩出。该装置结构简单、制造成本低,有较高的推广应用价值,并已获得多项实用新型专利。

针对现有球形止回阀在关闭过程中结构变形较大,采用 FLUENT 动网格技术与瞬态动力学进行联合仿真,建立球形止回阀三维模型,通过 UDF 函数对阀后突然停泵,阀芯关闭过程中管路应力应变情况进行分析。结果表明:阀门关闭后,由于水锤原因引起管道内压力升高,管道内的压力随着时间推移而向上游传播,并且随着传播距离的增加管道内压力值越来越小。在此基础上建立监测点对具体位置上材料的 Von-mises 应力变化分析,得到在阀门关闭初始时刻和即将闭合时刻的变形最大。

为了分析高速列车齿轮箱转子旋转造成的离心变形和热膨胀变形对迷宫密封性能的影响,建立齿轮箱直通式迷宫密封计算模型,在研究离心变形和热膨胀变形造成密封系统转子结构变形的基础上,基于Euler-Euler两相流模型,给出结构变形与泄漏量的关系曲线。研究结果表明:转子旋转离心变形和热膨胀变形减小了迷宫密封间隙,热膨胀变形高于转子旋转离心变形一个量级;工程应用中,低转速小半径转子结构可以忽略离心变形,但需要考虑转子的热膨胀变形。