针对柱塞泵活门处挡圈断裂问题,需要确定挡圈断裂因素并制定改进措施。通过对挡圈轴向运动和径向运动的受力情况进行分析,确定正常装配状态下,活门启闭过程产生的轴向撞击不会导致卡圈疲劳断裂。非正常装配状态下,卡槽中堆积金属杂质、挡圈圆角小于卡槽圆角半径尺寸,将造成孔用挡圈发生频繁的径向收缩,是挡圈发生断裂的主要因素。从柱塞泵修理角度,制定了控制挡圈、卡槽匹配尺寸等卡圈断裂抑制措施,有效降低了挡圈沿卡槽圆角轨迹滑动的可能,对柱塞泵的维修应用具有一定意义。

针对铁道车辆结构设计标准中给定的安全系数存在经验性,从可靠性理论出发,分析可靠性安全系数评估方法,使安全系数选取趋于合理。以某型高速列车车体为研究对象,建立其有限元模型,参照EN12663-1车体设计标准确定静强度载荷工况。并考虑高速会车情况下的气动载荷工况,施加边界条件对车体进行强度分析。同时结合车体铝合金材料性能绘制车体材料的不同可靠度的Goodman曲线,建立可靠度与安全系数的关系模型,对车体静强度和疲劳强度的可靠性安全系数进行了分析。结果表明:随着可靠度的提高,安全系数降低,车体满足不同可靠度下的静强度和疲劳强度要求。99.9%可靠度下静强度的最小安全系数为1.3,出现在整备状态下纵向受1 500 kN压缩载荷作用的工况下;考虑气动载荷影响,结构疲劳安全系数最小值为1.53,有一定的安全裕量,车体侧墙门角和窗角位置的安...

利用奇异函数与拉普拉斯变换相结合的方法 ,导出了阶梯轴弯曲变形的普遍表达式。由试式可以方便、准确地计算复杂阶梯轴任意截面的挠度和转角 ,对阶梯轴弯曲刚度校核及优化设计有实用价值。

表征应力状态参量的应力三轴度是控制材料断裂模式的关键因素,所以应力三轴度作为影响材料的断裂因素而被引入到众多失效模型中。利用有限元辅助测试(Finite element Aided Testing,FAT)方法来获取材料等效全程单轴本构关系,进而获取漏斗型试样在拉伸过程中根部截面上的应力三轴度演化情况,并同根据Bridgman应力修正后的单轴本构关系得到的应力三轴度分布进行了对比分析。结果表明,基于Bridgman应力修正得到的应力三轴度与有限元计算结果相差较大。基于应力三轴度分析,讨论了漏斗型试样的破断机理,给出了四种延性材料的等效全程单轴本构关系、破断应变、破断应力和漏斗根部截面的应力三轴度分布随截面中心von Mises等效应变的变化规律。

超高压压缩机工作过程中产生的动态载荷是影响压缩机强度与寿命的一个重要因素,其中热载荷与机械载荷的耦合又是非常严重。以有限元法为基础,建立了52 MPa超高压气缸在工作循环中的热载荷的动态模型,预测了动态响应与稳态响应之间的函数关系,并通过冷启动和热启动的仿真分析,给出了其作用规律。该模型还可用于气缸危险区域的排查和气缸结构的优化分析。

基于形状记忆合金在热效应下的形状记忆特性和磁流变液的流变特性,介绍了形状记忆合金控制的圆筒式磁流变液制动器工作原理;基于Bingham本构模型,得到了圆筒式磁流变液制动器在外加磁场作用下的制动力矩方程;基于力矩平衡方程,得到了制动时间表达式;基于形状记忆效应,得到了电热形状记忆合金开关输出行程与温度、结构参数、材料参数、工作载荷等参数之间的关系式。研究结果表明:形状记忆合金开关的输出行程随温度的变化而变化,磁流变液制动器的制动力矩随外加磁场的增加而增大,制动时间随外加磁场的增加而迅速缩短。

车用磁流变离合器是将智能材料磁流变液与汽车离合器设计相结合的一种新型离合器。基于Bingham模型建立了盘式磁流变离合器转矩传递模型,以B级轿车为目标车型设计并加工了试验样机,用电子扭转试验机对其扭矩传递能力、扭矩传递稳定性、离合器接合和分离特性等进行了试验测试。分析了磁饱和作用和剩磁对接合分离速度的影响。试验结果表明:所设计磁流变离合器性能满足作为目标车辆离合的器使用要求。

以某发动机气缸盖为研究对象,开展了气缸盖本体材料力学性能测试与表征、气缸盖热机疲劳寿命预测研究工作。采用流固耦合方法,获得了准确的气缸盖热边界和温度场结果,温度场计算值与实测结果相符合。依照整机热冲击试验规范,采用Sehitoglu模型对缸盖的热机疲劳寿命进行了预测,仿真结果显示,缸盖最低寿命出现在第二缸火力面排气侧鼻梁区,主要由环境损伤引起,最低寿命为6860次,满足设计要求,该气缸盖顺利通过整机热机疲劳台架试验考核。

针对大突变载荷、极限重载荷作用条件下TBM液压推进机构承载能力,研究TBM液压推进机构刚度性能及其灵敏性。所述方法将并联连接的每个液压推进缸支链的缸体、活塞及液压油视作串联连接的多柔体,建立了推进缸静刚度模型,并用有限元法验证了其有效性。然后,运用并联机构微分运动原理建立了机构运动学模型,建立了变形协调方程和动力兼容方程,得到了机构静刚度的关系式,并用有限元方法验证了其有效性。利用灵敏性分析法得到了机构刚度与结构尺寸以及位姿之关系,结果表明:机构楔形角、动平台大小对机构横向x轴、竖向y轴刚度以及纵向z轴转动刚度影响较大,横向x轴、竖向y轴刚度及其转向刚度分别相等;机构各向刚度偏差分布规律相同且随着纵向位移的增加而逐渐减小,其计算偏差不超过2%。

非公路自卸车用多级液压缸在矿区出现100柱塞端部与轴头焊缝早期断裂的故障,通过对失效件的焊缝进行化学成分、焊缝组织及显微硬度等性能检测和断裂焊缝断口的微观检测,查找失效原因。从零件材质、焊缝结构、工艺过程控制和零件结构方面进行优化设计,基于Abaqus软件对焊缝进行疲劳仿真分析和台架试验,有效验证了设计优化和台架实验的一致性,降低故障率,对同类产品具有一定的指导和借鉴意义。