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关键词： 集中载荷   应力分析   胡克定律   有限元分析  

摘要： 本文对集中载荷作用下的简支梁以及两端固定的细长杆进行应力分析,主要探究集中载荷作用处横截面的应力分布及内力大小。通过将杆件从作用截面截开,并将集中载荷等效为作用于两侧截面的集中力,借由力和变形的线弹性关系求出两侧截面的集中力,并得出该截面内力为零的结果。

关键词： 疲劳荷载   应力腐蚀模型   上下限应力比   颗粒流PFC3D   裂纹扩展  

摘要： 开展不同上下限应力比条件下砂岩的损伤破裂过程试验,然后基于颗粒流数值模拟方法,引入应力腐蚀模型反映应力作用下岩石的疲劳损伤过程。根据室内试验标定得到模型的瞬时和时效细观参数,通过对比验证时效变形损伤破裂模型的合理性。在此基础上开展不同上下限应力比条件下岩石疲劳破坏的数值模拟及室内试验研究。研究结果表明:疲劳载荷作用下,岩石的损伤破坏曲线中的滞回环呈现出"疏-密-疏"的演化特点,且裂隙发育曲线在加载初期呈上凸型减速上升,随后稳定发展,最后呈下凸型加速上升直至破坏,整体呈阶梯状增长。疲劳荷载的下限应力水平一定时,上限应力水平越大,滞回环面积和间距越大,循环次数越少,模型疲劳寿命越短;当上限应力水平一定时,下限应力水平越大,应力幅值越小,滞回环面积和间距越小,循环次数越多,但是损伤破坏时间相近,应力上限是影响岩石疲劳寿命的重要因素之一。

关键词： 密封总成   外凸缘   位移载荷   接触应力  

摘要： 为探究驱动套筒位移载荷对密封体外凸缘接触应力的影响,构建密封总成力学模型,采用该模型可以直观地描述密封总成的受力情况。利用ANSYS有限元分析软件,研究不同位移载荷对密封总成外凸缘接触应力的影响。研究结果表明:当环槽宽度、外凸缘半径不变时,接触应力随着过盈量的增大而增大;当环槽宽度、过盈量不变,外凸缘半径为3.5 mm时,接触应力达到最小值;在相同外凸缘半径条件下,接触应力随着位移载荷的增大而增大,且增幅有上升的趋势;外凸缘半径、过盈量不变时,接触应力随着环槽宽度的增大逐渐减小,减幅相对较小;环槽宽度相同时,接触应力随位移载荷的增大而均匀增大。研究结果可为密封总成结构的设计和位移载荷的确定提供理论指导。

关键词： 加氢反应器   局部应力   管口载荷  

摘要： 加氢反应器上封头或下封头引出管的结构,因其结构的特殊性,对此类开口接管的管口载荷所引起的局部应力如何计算,国内外标准均无相应的规定。采用理论公式推导和工程设计相结合的方法,对该管口载荷对引出管各部位产生的应力进行了详细的分析和推导,给出了各部位应力的计算和校核公式,并采用工程设计实例进行了说明。文中所给的计算和校核公式为此类结构的局部应力校核提供了一定的理论参考依据。

关键词： 油管   点蚀坑   轴向载荷   应力强度因子   相互作用积分法   裂纹形态   深径比  

摘要： 为了研究管道在轴向载荷下的点蚀坑-裂纹应力强度因子的变化规律,利用ANSYS平台提供的相互作用积分法,把点蚀坑和裂纹作为一个整体模型,研究了油管外壁点蚀坑形态、裂纹形态和裂纹倾斜角度等对裂纹应力强度因子的影响。研究结果表明:裂纹前缘存在严重的应力集中现象,且应力最大值均在裂纹前缘与点蚀坑底面的交点处;Ⅰ型应力强度因子K_(Ⅰ)随点蚀坑深径比、裂纹形状比及裂纹倾斜角度的增大而减小;Ⅲ型应力强度因子K_(Ⅲ)随点蚀坑深径比和裂纹形状比的增大而增大,随裂纹倾斜角度的增大先减小后增大,且沿45°对称分布;总应力强度因子K随裂纹倾斜角度的增大而减小,当点蚀坑底部的裂纹倾斜角度θ=0°时,裂纹危险程度最高。所得结论可为油管点蚀坑-裂纹的安全评估提供参考。

关键词： 多轴疲劳   临界面   变幅载荷   寿命预测   高周疲劳  

摘要： 提出一种基于权平均最大剪切应力临界面的疲劳寿命预测方法。首先,基于改进的Wang-Brown多轴计数法,提出了一种多轴载荷下临界面的确定方法,该方法通过权平均所有计数反复中具有较大法向拉伸应力的最大剪切应力平面的位相角来确定整个载荷历程的临界面,提出的权函数定义为各个计数反复中的剪切应力范围与所有反复中最大剪切应力范围的比值。提出的临界面确定方法通过7050-T651铝合金薄壁管试验数据来进行验证。然后,结合提出的临界面确定方法,高周疲劳损伤准则和Miner线性损伤法则来建立多轴变幅载荷下疲劳寿命预测方法。最后,采用7050-T651和2024-T4铝合金试验数据来验证提出的疲劳寿命预测方法的准确性,结果表明提出的方法具有较好的预测效果。

关键词： 冲击   螺栓   预紧力   应力波  

摘要： 目的研究拉伸冲击载荷作用下螺栓预紧力对应力波的影响。方法针对螺栓弹性变形、塑性变形和冲击破坏3种情形,对螺栓未施加预紧力及施加不同预紧力下的连接结构进行冲击数值模拟,对比分析连接结构的测点应变及螺栓响应,并与霍普金森拉伸实验结果进行对比。结果螺栓达到断裂或塑性变形时,预紧力对测点应变及螺栓最大应力影响较小;螺栓弹性变形时,预紧力对测点应变及螺栓最大应力影响较大。结论螺栓达到断裂或塑性变形时,螺栓拉伸变形远大于预紧力变形,此时预紧力影响可忽略;螺栓在弹性变形时,螺栓拉伸变形与预紧力变形程度接近,此时预紧力影响不可忽略,且预紧力越高,螺栓变形越大。

关键词： 谐波减速器   薄壁轴承   柔性套圈假设   接触载荷   接触应力  

摘要： 针对经典滚动轴承力学特性的研究大多基于刚性套圈的假设,但无法应用于谐波减速器中发生套圈变形的薄壁轴承问题,基于柔性套圈变形假设得到薄壁轴承接触载荷-应力计算模型,并通过ANSYS建立薄壁轴承柔-柔接触三维有限元仿真模型。分析薄壁轴承装配受载引起套圈变形后滚动体接触载荷分布规律,研究薄壁轴承滚动体-滚道非理想接触下滚动体接触载荷-应力计算模型,指出传统刚性套圈假设、切片法分析薄壁轴承载荷分布以及估算薄壁轴承接触应力的局限性。通过理论数值计算和仿真结果对比,验证了基于柔性套圈假设分析薄壁轴承接触载荷-应力计算及仿真结果的合理性、准确性。

关键词： T型接头焊接   有限元分析   残余应力释放   循环载荷  

摘要： 利用数值模拟技术研究不同循环载荷下T型接头焊接残余应力的释放行为。采用有限元热-结构分析对T型接头的残余应力场进行模拟,与已发表文献的试验对比,验证数值模拟的正确性。基于焊接残余应力场,研究循环载荷下的残余应力释放行为。结果表明,残余应力的释放主要发生在第一次应力循环之后且与循环载荷的大小、应力比及方向有关。

关键词： 疲劳寿命   平均应力效应   修正Walker模型   多元非线性拟合  

摘要： 航空飞行器关键结构件在服役过程中会经受典型的非对称载荷,因此其疲劳行为会不可避免地受到平均应力效应的强烈影响。修正Walker模型通过对不同应力比下的试验数据进行多元非线性拟合,可同时考虑材料和峰值应力对平均应力效应的影响。采用12种航空材料在多种载荷状态下的18组试验数据对修正Walker模型的疲劳寿命预估精度进行验证,并与其他常用平均应力模型的结果对比。研究显示:尽管峰值应力对平均应力效应的影响因材料而异,修正Walker模型对各组试验疲劳寿命的预估精度均不同程度地优于其他对比模型,精度更高,稳定性更好。