为考察所设计摆镜在外栽作用下面形变化是否满足设计要求，研究了摆镜在螺钉预紧力和不同方向重力作用下的摆镜面形变化规律，使用接触非线性有限元方法对摆镜进行了仿真，采用基于Zemike多项式的数据处理算法对面形数据进行了处理，得到消除刚体位移后表征实际面形变化的参数和表示刚体位移系数的分布曲线。结果表明：螺钉预紧力和不同方向重力作用下摆镜刚体位移明显，镜面平移占据了刚体位移的主要方面，基于集成仿真技术的面形处理算法可以有效消除刚体位移；预紧力存在、不同方向重力作用下摆镜面形影响略有不同，与预紧力相比重力作用对面形影响较小。预紧力作用下摆镜面形仿真数据对于摆镜设计、装调具有一定指导意义，也说明了基于接触方法面形仿真的工程适用性。

针对液压支架柱帽的结构特点,就其载荷的加载方式进行了讨论,应用接触力学方法确定接触面并进行载荷加载,采用Cosmos/M软件对其进行了有限元分析,在此基础上对结构进行了优化设计,得出了较为明确的结论。

以某油缸的活塞密封为研究对象,运用有限元分析方法,借助ANSYS软件对O形圈和唇形圈进行了有限元分析,并比较了二者综合等效应力分布情况。结果表明密封圈的应力集中区域为密封圈与缸筒接触以及密封圈挤进间隙且与活塞沟槽(或者挡圈)接触的区域,这两个部位是密封圈的薄弱环节;唇形圈内部的应力分布比O形圈内部的应力分布明显均匀,应力集中现象不明显,从理论上验证了采用唇形圈代替O形圈的密封方式,能够在一定程度上解决由密封失效引起的油缸内泄的设想;用有限元方法研究液压缸密封性能具有直观、快速、可靠的优势,该思路和方法同样适用于其它类型的密封元件。

为研究电机耐久性试验装置密封结构的密封性能,采用橡胶材料的Mooney-Rivlin本构关系和非线性有限元法,建立电机耐久性试验装置密封结构的二维轴对称模型。在压缩率一定的前提下,研究了O形圈承受不同内压时对密封接触状态的影响,得出了橡胶O形圈在安装和使用中的米塞斯应力、剪切应力、接触宽度和密封界面上的接触应力分布规律。结果表明压缩率一定时,在不同油压作用下,试验装置密封结构能够满足密封要求,但密封裕度将随油压的增加而减小。文中的方法和结果对相关密封结构的设计具有一定的指导意义。

针对高频次工作下的陶瓷砖液压机预应力组合机架的整体性以及零部件的疲劳寿命要求高等问题,利用接触有限元方法,建立了能考虑各个零件摩擦接触关系的32 MN液压机预紧组合机架网格模型。通过数值分析结果验证了机架预紧系数的合理性。通过对机架在预紧状态以及工作状态下的VonMises应力场和最大主应力场的分析,确定了机架中易产生疲劳破坏的薄弱区域。分别计算了预紧状态下和工作状态下的机架弹性变形能。研究结果表明,上、下横梁的弯曲弹性变形能是机架能耗的主要部分,该研究结果可以为陶瓷砖液压机的机架结构设计提供有益的参考。

基于逾渗理论,求解了密封界面不同网格层数下的逾渗阈值;分析了两粗糙表面的接触状态;根据W-M函数及其变式,通过MATLAB软件模拟,获得了不同表面形貌下接触式机械密封界面的孔隙率和密封间隙高度比。研究结果表明,两表面的形貌参数相同或相近时,侧接触特征明显,两表面的形貌参数相差越大,越接近于粗糙面与平面的接触;基于密封界面侧接触的初始孔隙率数值表达式与MATLAB模拟结果一致,验证了侧接触的正确性。本文研究为揭示机械密封界面泄漏机理和完善接触力学分析提供了新思路。

针对现有数控机床滚动直线导轨副的研究仅限于外力小于临界力时的情况,求解了当外力大于临界力时的静力学特性参数。假设在轻载下,滑块和直线导轨都给滚珠施加相等的压力,则滚珠的压缩变形量是传统结果的2倍,据此对外力小于临界力时的刚度公式进行了改进。考虑在重载下上滚珠受力但下滚珠不受力,建立了滚动直线导轨副的刚度公式,从而构建了外力小于临界力以及大于临界力时的完整刚度公式,并通过有限元法获得了滚珠与滚道之间的接触应力和接触变形量。理论分析表明导轨副在轻载下,上滚珠力是外力的隐函数,但外力是上滚珠力的显函数;在轻载和重载的整个范围内,导轨副的所有静力学特性参数都是上滚珠力的显函数。仿真结果表明当外力小于临界力时,上滚珠力和刚度均随预载荷等级的提高而增大;当外力大于临界力时,导轨副刚度随外力...

针对火炮发射动力学仿真中方向机输出齿轮含间隙接触模型计算困难的问题,应用有限元计算方法对其进行了求解并应用停止间射击动力学仿真与实验进行了验证。首先建立方向机输出齿轮与炮塔座圈齿轮单自由度模型,定义接触力公式,应用有限元方法对一定初始载荷下的输出齿轮与炮塔座圈齿轮接触压力、渗透量等接触特性进行了计算,并基于contact接触碰撞力计算公式对接触刚度系数进行了求解,最后应用ADAMS软件对停止间射击过程中的接触响应进行了动力学仿真分析,并基于实弹射击动态参数实验对仿真模型进行了验证。分析结果可为方向机结构设计与校核提供指导,并为火炮射击精度分析提供理论依据。

分析垃圾压缩机翻斗上料机构受力,建立翻斗上料机构的静力学模型。利用MATLAB软件得到机构受力变化规律,并用有限元分析软件在油缸推力最大工况下对摆臂和支座进行分析。考虑销轴传力,采用接触分析和孔处施加正弦分布载荷相结合的方法模拟机构真实的受力状态。设计出的产品在使用现场通过加水试验验证,其结果与公式计算结果吻合较好。为垃圾压缩机翻斗上料机构的设计提供依据。

根据新型安全阀柔性阀瓣技术,对柔性阀瓣进行了数值模拟和试验研究,首次全面探讨了柔性阀瓣的性能,并与传统刚性阀瓣进行若干比较。通过对密封面接触压力进行数值分析发现,相同情况下,由于柔性阀瓣密封面最大接触压力总是大于刚性阀瓣,因此,柔性阀瓣具有更好的密封性能。试验测试表明,相同情况下,柔性阀瓣的整定压力一般低于刚性阀瓣;而且柔性阀瓣可以降低系统刚度,吸收冲击变形能,使系统抗冲击和抗疲劳能力提高,对保障系统稳定运行有利。