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关键词： 守恒律   应力强度因子   鳍形壳   裂纹   有限元法  

摘要： 不同载荷下含裂纹工程构件的应力强度因子是断裂分析的核心问题之一。细长的鳍形壳具有壳和梁的双重特性,在其横截面上常会出现一些典型周期性裂纹,如周期性鳍上裂纹和环向裂纹。在弯曲作用下,裂纹尖端附近会出现不同的奇异应力场。从守恒定律和初等力学出发,提出了一种简单易懂的确定应力强度因子的方法,该方法计算的应力强度因子与有限元计算结果吻合良好。

关键词： 压力容器   有限元法   内压   接管外载荷   应力分析  

摘要： 利用ANSYS进行内压和接管外载荷作用下筒体径向接管应力分析设计,有限元法能更直观查看接管外载荷对开孔处应力分布的影响,精确定位最大应力点所在位置;分别选择通过总应力最大点的路径和各象限分界处路径进行计算结果的线性化处理,SⅣ最大值出现在通过总应力最大点的路径上,而SⅡ的值在总应力最大点路径和象限分界处路径上相差不大,具体工程应用时象限分界处路径线性化结果中的局部薄膜应力往往决定了结构是否评定合格。

关键词： 承压管道   非圆截面管件   直管   弯头   椭圆度   应力  

摘要： 采用有限元方法,分析了含椭圆度的直管、弯头在内压或内压与轴向载荷共同作用下的应力分布。考察不同载荷方式与椭圆度条件下,直管、弯头的应力分布和大小。结果表明:在两种加载方式下,含椭圆度直管的应力集中区域在长轴端部的内壁侧与短轴端部的外壁侧;仅内压作用下,弯头应力最集中的区域为弯头与直管交界处的内壁侧;当内压与轴向载荷共同作用时,弯头应力最集中的区域为长轴端部的内壁侧。通过上述结果了解了非圆截面对直管、弯头应力分布的影响,为含缺陷管件的寿命评估提供了一定的理论基础。

关键词： 温度变化   动车组   车窗   风压疲劳载荷   应力  

摘要： 研究了不同环境温度下,动车组车窗各部位受风压疲劳载荷作用后的应力变化。结果表明,影响动车组车窗不同部位应力的主要因素各不相同。玻璃几何中心的应力受风压疲劳载荷作用的影响比受环境温度影响更大,铝合金窗框长边中点的应力同时受环境温度和风压疲劳载荷的影响,玻璃长边中点和玻璃角点的应力则受环境温度和风压疲劳载荷的影响都较小。

关键词： 离心压气机   流固耦合   多场载荷   应力分析  

摘要： 建立了流固耦合计算模型,研究了离心压气机叶轮的离心载荷、热载荷、气动载荷及相应的应力。针对有蜗壳的整周离心压气机模型,采用单向稳态流固耦合的方法,分析了气动载荷、热载荷和相应的应力在周向上的不均匀性,讨论了柱坐标系下叶轮各部位主要的应力分量以及应力形成机理,定量分析了各场应力的占比,最后对比了多工况下各场应力比例关系。结果表明:气动载荷及应力在周向上的不均匀性较大,压力面正对蜗舌的叶片气动应力较大,且沿逆旋转方向叶片的气动应力不断减小;不同载荷作用下,叶轮各部位的主要应力分量有所不同;不同工况下,各场应力占比基本一致,离心应力均占据主导地位,其次为热应力,气动载荷的影响最小。

关键词： 叠片联轴器   有限元   应力分析   摩擦  

摘要： 叠片联轴器工作时经常会受到转矩、离心力、轴向位移和角向位移的作用,对叠片联轴器在以上各种载荷下的应力分析,能够为动力装置的安全运行提供可靠保证。建立了考虑叠片之间接触影响的六孔束腰型叠片联轴器有限元模型,分析了联轴器在转矩、离心力、轴向位移和角向位移单独作用下的叠片应力大小和分布特征,并通过改变螺栓的预紧力和叠片间的摩擦因数,研究了它们对联轴器应力特性的影响。结果表明,增大螺栓预紧力和摩擦因数会导致联轴器在转矩、轴向位移和角向位移作用下最外层叠片的最大等效应力值增大,但对离心力作用下的应力影响不大。

关键词： 扭-挤成形   金属流动   主应力法   成形载荷  

摘要： 结合挤压工艺和高压扭转工艺的优势提出一种扭-挤成形工艺新方法及开发了模拟装置,该工艺不仅能够保证成形,而且还能够有效的细化晶粒。通过分析扭-挤成形工艺金属流动和变形区特点,建立了镁合金扭-挤成形载荷的主应力法求解模型,该模型将变形区划分为四个区域,依次推导了不考虑扭转和考虑扭转成形载荷的求解模型,剪切屈服强度考虑温度和应变速率的效应。通过与成形试验的载荷对比,模型计算结果与试验的结果误差在8%以内。采用该模型分析了不同参数对成形载荷的影响,结果表明随着扭转轴转速的增加,不仅坯料剪切变形增加,且成形载荷减小;成形载荷随坯料半径的增加而增加,随坯料高度的增加呈线性增加,随板件宽度的增加而减小,随板件高度的增加先骤减后平缓减小,且坯料半径和板件高度对成形载荷影响显著。

关键词： 薄壁箱梁   应力强度因子   裂纹   守恒定律   有限元  

摘要： 薄壁箱梁具有壳体和梁的特性,广泛应用于实际工程中。弯曲载荷作用下的薄壁箱梁具有一些复杂的裂纹,如十字型裂纹和周期T型裂纹,其实际上是典型的三维裂纹问题,具有多个不同的奇异应力场和应力强度因子。基于J2积分和材料力学中的弯曲理论,提出了一种简单且实用的确定不同应力场对应应力强度因子的方法。同时也给出了有限元数值解与本文解的比较,两者吻合较好。

关键词： 压力容器   接管   应力分析   一次应力   二次应力   评定准则  

摘要： 接管是压力容器中不可或缺的部件,用于将容器与管道连通。在分析设计过程中,由于载荷种类复杂,应力种类较多,基于有限元分析软件的计算结果,很难区分出一次加二次应力强度中的一次应力成分,给应力评定带来很大困扰。以实际工程算例为基础,采用理论公式和有限元分析相结合的方法计算接管连接区的应力强度,并按规范进行了评定。具体步骤如下:首先,采用有限元分析软件依次进行瞬态热分析和结构分析,并提取所选路径上的应力强度;然后,在确定各路径是否在接管补强范围内后,根据标准规定的载荷,采用理论公式计算各路径上的一次应力强度;最后,根据有限元分析和理论计算结果,分别对一次应力强度和一次加二次应力强度按标准规定的限值进行评定。该方法解决了无法区分接管连接区有限元计算结果中一次应力成分的问题,使得应力评定更加准确。

关键词： 圆形薄膜   预应力   横向均布载荷   大挠度问题   解析解  

摘要： 薄膜在面外载荷作用下通常会呈现出较大的弹性挠度,因而在建立描述薄膜弹性行为的控制方程的时候应该考虑弹性挠度的影响。此外,许多薄膜结构中的薄膜,在施展弹性挠度之前就已经带有一种均匀的面内应力了。相对于面外载荷引起的应力,这种面内应力通常称为初始应力或者预应力。例如薄膜/基层体系中的薄膜由于制作、加工等因素而通常带有一种均匀的残余应力,因而这种残余应力在膜/基体系的鼓泡实验中,相对于鼓泡薄膜的弹性挠曲而言就是一种初始应力或者预应力。然而,在圆薄膜问题的现有解析研究中,考虑弹性挠度对面外方程影响的较多,但很少考虑它对面内方程的影响,此外,考虑薄膜带有初始应力或预应力情形的较少,并且在解析过程中,正确考虑了初始应力或预应力的影响的很少。本文致力于横向均布载荷下圆形薄膜轴对称变形、挠曲问题的解析研究,在考虑了弹性挠度对面外、面内方程影响的同时,还考虑了初始应力或预应力的影响,并最终给出了圆薄膜问题的一个新的解析解。研究内容主要如下:(1)综述了圆薄膜问题的研究现状,详细介绍了横向均布载荷下圆形预应力薄膜轴对称变形问题的现有解析理论,包括顾璆琳的解法、推广的Hencky解、改进面外平衡方程后的解,指出了现有研究的不足之处;(2)通过对最初平坦的圆形薄膜的面内径向拉伸或者压缩,建立了带有均匀面内应力的圆形薄膜结构,即建立了圆形预应力薄膜结构;(3)建立了圆形预应力薄膜轴对称变形、挠曲问题的基本方程,包括面外平衡方程、面内平衡方程、几何方程、物理方程以及协调方程;(4)确定了解析求解所需要的边界条件,对基本方程及边界条件进行了无量纲化,并采用幂级数法进行了解析求解,最终给出了应力及挠度的解析解;(5)通过数值算例验证了所获得的解析解具有良好的收敛性,通过试验及有限元计算验证了所获得的解析解的有效性;(6)与现有的解析解进行了对比研究,并对顾璆琳的解法进行了详细的讨论,分析了初始应力对解析解的收敛性、以及挠度和应力的影响。