固体装药结构界面应力分析

研究了基于热黏弹性接触理论计算固体装药结构界面应力的数值方法,给出了一种快速判断界面是否脱黏的工程实用方法.以某固体装药结构为例,采用接触算法模拟固体装药多层结构复杂的边界条件,计算了挂飞工况下固体装药结构应变场特征,研究了壳体/绝热层界面应力的分布规律,结果表明:应变场云图符合工程实际,壳体/绝热层界面黏接良好,不会发生脱黏现象.      

接触热阻对疏导式热防护结构防热效果的影响

采用内置高温热管的疏导式热防护结构是一种新型高效的热防护方式,热管与高温复合材料之间的接触热阻(TCR)对防热效果有重大的影响。首先给出了一种疏导式热防护结构的计算模型,进而采用间接耦合的方法建立了由接触热阻引起的热力耦合问题的计算格式,在此基础上对不同预留间隙条件下的热防护结构进行了热力耦合分析,重点考察了接触热阻对其防热效果的影响。研究结果表明,采用预留装配间隙的方法可以有效降低结构的应力水平,但同时使得界面接触热阻增加,从而使得结构驻点温度升高,因此在采用预留间隙设计时必须在考虑界面接触热阻的条件下从结构强度和温度两方面对结构进行安全性评估。     

带预紧力受剪螺栓连接刚度分析

为了很好的模拟带预紧力受剪螺栓的复杂应力状况,本文应用ANSYS非线性接触算法对螺栓连接进行了仿真,利用降温法模拟了螺栓的预紧力,给出了螺栓连接刚度计算公式,通过一系列不同厚度构件的螺栓连接刚度计算,得到了构件厚度与螺栓连接刚度间的关系曲线;为复杂结构中螺栓连接的简化计算提供了可靠参考依据.     

基于齿顶结构设计的面齿轮接触性能优化

针对面齿轮传动系统存在边缘接触的问题,通过对面齿轮齿顶进行倒圆和削顶优化设计,改善面齿轮传动系统的接触性能。利用有限元软件建立了含齿顶倒圆和削顶的面齿轮仿真分析模型,对传动系统进行准静态接触分析,研究了齿顶倒圆和削顶对面齿轮传动系统啮合力、接触区域以及齿面最大接触应力的影响规律。结果表明：齿顶倒圆可以明显地改善面齿轮系统的边缘接触并降低接触应力,但倒圆半径的增大会降低面齿轮的重合度,降低系统的承载能力,研究对象中面齿轮齿顶进行0.20倍模数的倒圆较为合适。齿顶削顶可以降低面齿轮系统质量,但较大的削顶角度会恶化面齿轮接触性能,使齿轮副产生应力集中,从而使齿轮接触应力增大,研究对象中面齿轮削顶角度为97.5°时较为合适。     

粗糙表面接触刚度模型的研究进展

航空发动机结构存在许多机械结合面,这些结合面间的接触在微观尺度上是各粗糙峰的接触,而由粗糙峰接触所产生的接触刚度具有随机性,开展粗糙表面接触刚度模型研究,对有效分析发动机部件和整机结构的动力特性及其稳定性与可靠性至关重要。主要从统计学和分形理论两方面归纳了粗糙表面接触刚度模型的建模方法。基于统计学的粗糙表面接触刚度模型描述简单明了,且能极大程度缩短求解过程;利用分形理论所描述的物体形貌特征不受空间的束缚,更接近客观物体的真实属性与状态。重点对接触刚度的计算过程进行了详细阐述。研究表明,目前粗糙表面接触刚度模型主要采用统计学描述与分形描述的解析模型,统计学描述接触刚度模型日渐成熟与完善,分形接触刚度模型能定量表达总的接触刚度与粗糙度的关系。但解析模型未考虑微尺度效应及材料基体变形对微凸体变形的影响,未来对基于纳米级粗糙表面接触刚度模型、考虑基体变形的粗糙表面接触刚度模型进行研究将具有重要意义,考虑微观接触的宏观接触有限元模型可弥补解析模型的不足,将成为研究热点。     

面向微纳系统的磁支持式混合发电机

智能化社会需要数以万计的分布式传感器,利用电池进行供能有一定的局限性。针对分布广泛的传感器网络终端节点的供能问题,一种有潜力的方案是收集环境中的能源,因地制宜地为微纳系统供能。提出了一种磁支持式的接触分离模式混合发电机,该混合发电机以磁铁对代替传统的弹簧支持结构,并在纳米发电机的基础上引入电磁线圈,形成混合发电机。相比于弹簧支持式纳米发电机,磁支持式在相同能量的外部激励下能够输出更大的电压和电流,纳米发电机和电磁发电机具有完全不同的发电特性和基本相当的发电能力。综上,相比于弹簧支持式纳米发电机,磁支持式具有更强的低能量机械能拾取能力,在磁支持式纳米发电机的基础上形成的混合发电机能够大幅增加发电机整体输出能力。     

基于ANSYS双向超越离合器的接触强度分析

详细介绍了运用ANSYS软件对双向超越离合器的接触强度分析的各个步骤,并把有限元计算结果与传统的赫兹理论计算结果进行比较,证明了此种分析方法的准确性、可靠性,从而为分析双向超越离合器的接触强度提供了一种实用方法。     

转动量非接触动态测量技术

针对高速转子动态参数的在线测量问题,整理和分析目前主要采用的非接触测试手段,详尽列举了各种方法的原理、优点及所存在的局限性;介绍了一种先进的激光多普勒轮廓传感技术,该技术仅需要一个微小的光学探头,即可同步实现高速转子多个关键参数的综合获取,具有精度高、响应速度快、环境适应能力强等优点,在工业产品加工质量控制、转子动平衡测试、回转轴安装精度检测等领域具有很高的应用价值。     

基于改进层间剪切强度准则的层压板冲击分层阈值力预测

薄板受冲击时产生的挠度会使接触半径大于直接由赫兹接触定律所得的接触半径。本文提出两种考虑薄板挠度的接触半径修正方法,首先使用赫兹接触定律初步计算接触半径,再联立层压板挠度公式和冲击头表面的几何方程得出修正的接触半径,用有限元模型验证了接触半径修正方法的有效性。使用基于层间剪切强度的分层阈值力(DTL)准则,提出了根据少量测试样本预测不同厚度层压板在不同半径冲击头作用下分层阈值力的方法。使用该方法预测了不同冲击参数下复合材料翼盒蒙皮的低速冲击分层阈值力。结果表明,使用了修正的接触半径后,预测精度有大幅的提高。     

界面连接多盘转子旋转惯性模型及动力响应特性

针对工作在超临界状态下带有界面连接的多盘转子系统,采用惯性主轴偏斜描述质量分布,考虑各轮盘旋转惯性载荷随转速和弯曲变形变化的特征,建立了高速多盘转子力学模型。在定量描述加工/装配误差和连接结构接触状态影响下各级轮盘质量分布的基础上,探究了转子动力响应及支点动载荷幅值和相位随转速的变化规律。理论模型及仿真结果表明：在超临界状态下,转子旋转惯性力矩会使支点动载荷幅值随转速继续增大;而高转速状态下,连接结构接触状态的变化可能使多盘转子的质量分布发生改变,转子惯性主轴趋近旋转中心线,转子所受的旋转惯性载荷减小,体现出振动突降的响应特征。