基于有限元方法的液压强度试验设备虚拟试验研究

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基于有限元方法的液压强度试验设备虚拟试验研究

篇1:基于有限元方法的液压强度试验设备虚拟试验研究

基于有限元方法的液压强度试验设备虚拟试验研究

针对液压强度试验设备,以Pro/E和ANSYS软件为工具,建立了与物理试验等效的有限元力学模型;以该设备的设计为基础,提出了协调刚度的`设计方法,并基于简化的有限元模型,找到显著影响其刚度的因素,从而制定了结构改进方案,有效地提高了计算效率;并通过该设备有限元模型计算出密封垫预压缩量,分析出该密封垫存在断裂危险,进而设计了密封系统改进方案,保证了试验设备的可靠性,为液压强度试验设备的设计提供重要的参考依据.

作 者:李义鹏 赵婷 倪江涛  作者单位:首都航天机械公司 刊 名:航天制造技术 英文刊名:AEROSPACE MANUFACTURING TECHNOLOGY 年,卷(期): “”(6) 分类号:V4 关键词:ANSYS   压力容器   有限元   协调刚度   密封  

篇2:液压支架强度可靠性优化设计方法研究论文

液压支架强度可靠性优化设计方法研究论文

1基于最大应力约束的强度可靠性优化设计

1.1优化变量设定

在对液压支架掩护梁结构进行优化的阶段中,液压支架中的主要参数以及空间尺寸已经基本完成设计,为恒定状态。因此,设计变量可以选取支架主要部件所对应的钢板厚度,同时可在有限元优化中对其初始值进行定义。假定对于液压支架掩护梁而言,3个板厚分别定义为T1,T2,T3,均为设计变量,T1取值为25.0mm,为掩护梁竖筋板板厚,T2取值为25.0mm,为掩护梁上顶板板厚,T3取值为25.0mm,为掩护梁下腹板板厚。该状态下掩护梁整体质量为3345.0g。

1.2有限元优化分析

在有限元分析过程当中,选择掩护梁受力条件最为恶劣的偏载工况作为加载方式。在此工况下,整个液压支架的实验高度取值为2400.0mm。应力极限值在460.0MPa范围内,因此可设定掩护梁重量最小作为强度可靠性优化设计的基本目标。同时,遵循现行国家标准,将设计变量的增长步长设置为5.0mm。同时,对于液压支架而言,厚度在15.0mm以下的板材较为单薄,与液压支架其他组件结构无法相互配合,因此缺乏实际意义,故而在可靠性优化设计分析中,按照下表方式选择板厚,计算相应的组合方案。

1.3有限元优化结果分析

根据在不同组合方案下得到的数据分析来看,按照表1所取值IDE各种板厚组合方案均能够满足液压支架掩护梁结构强度可靠性优化设计中“掩护梁最大受力不超过屈服极限水平”的要求。在此状态下,在液压支架重量取最小值时,板材厚度T1,T2,T3均取值为20.0mm,与之相对应的探测点1应力水平为398.9MPa,探测点2应力水平为413.7MPa,可以满足应力标准要求,对应的液压支架掩护梁质量水平为2992.29kg。

2基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计

由于在现行国家标准《煤矿用液压支架第一部分(通用技术条件)》中,已经针对液压支架疲劳强度实验方法与结果提出了严格要求,因此在液压支架实验中仅需要满足要求即可,无需过分追求较大的疲劳寿命水平。从这一角度上来说,在对液压支架强度可靠性进行优化分析的过程中,不需要单独将液压支架疲劳寿命作为优化目标,将其满足循环寿命作为可靠性优化中的约束条件之一。从这一角度上来说,对于液压支架掩护梁而言,基于疲劳寿命约束的强度可靠性优化设计可以从如下角度进行分析

2.1设定负载水平

在现行国家标准《煤矿用液压支架第一部分(通用技术条件)》中,耐久性试验规范中要求采取内加载方式进行循环加载,加载压力交替设置为1.05*额定工作压力以及0.25*额定工作压力。加载周期按照规范标准,设定为0次。

2.2有限元优化分析

有限元分析过程当中,结构材料为Q460,弹性模量取值为210000.0MPa,密度标准值为7.85kg/m3,泊松比取值为0.3,结构屈服强度取值为460.0MPa。根据结构优化分析数据表,可在满足所设定疲劳寿命(即加载周期20000次)的`条件下,最优方案为板材厚度T1,T2,T3分别取值为20.0mm,20.0mm,以及25.0mm,与之相对应的探测点1寿命水平为3.2*104,探测点2寿命水平为2.6*104。

3可靠性优化设计结果分析

根据以上分析数据,在最终确定可靠性优化设计方案的过程中,可以首先考虑适当减小T1板材厚度,然后可对T2板材厚度进行调整,最后是对T3板材厚度的控制。根据有限元分析结果,在满足液压支架掩护梁疲劳寿命以及应力水平基本要求的前提下,可先选几组性能较好的数据作为优选方案,展开进一步分析。备选数据方案如下表所示。

4结束语

对以上各个方案的可靠性优化结果进行对比分析:其中,对于A方案而言,在该组合下,液压支架掩护梁质量减小比例最大,虽然疲劳寿命有一定程度上的下降,但仍然能够满足所设定疲劳寿命(即加载周期20000次)的基本要求,同时应力变化较小。对于B方案以及C方案而言,虽然疲劳寿命取值有一定程度上的提高趋势,但同时应力值也对应下降,液压支架掩护梁质量减小状态不理想。对比A方案,D方案虽然能够使液压支架掩护梁的整体重量得到控制,但液压支架掩护梁的应力水平以及疲劳寿命改善效果均不理想。E方案虽然能够增大疲劳寿命,但也同时降低了最大应力水平,导致液压支架掩护梁质量与优化前差异不明显。故而,最终选择A方案作为可靠性优化方案。

篇3:再生混凝土的用水量和强度试验研究

再生混凝土的用水量和强度试验研究

摘要:研究了利用简单破碎再生粗骨料、细骨料,颗粒整形再生粗骨料、细骨料及天然骨料所配制的几组混凝土的用水量和强度.结果表明,再生细骨料对混凝土的用水量和抗压强度影响显著,颗粒整形可以显著改善再生骨料的性能,其中颗粒整形再生粗骨料性能基本接近天然粗骨料,而简单破碎再生细骨料性能最差.随着水泥用量的增大,混凝土的抗压强度和劈拉强度均有所增大,其中再生骨料对混凝土抗压强度的'影响程度有所减小,而对劈拉强度比的影响规律基本不变.与抗压强度截然相反,颗粒整形粗骨料棱角少且表面光滑,因此,混凝土的劈拉强度比简单破碎的粗骨料低.作 者:王新永    李云霞    李秋义    WANG Xinyong    LI Yunxia    LI Qiuyi  作者单位:王新永,WANG Xinyong(新世界(青岛)置地有限公司,山东,青岛,266071)

李云霞,LI Yunxia(青岛东方建筑设计有限公司,山东,青岛,266071)

李秋义,LI Qiuyi(青岛理工大学土木学院,山东,青岛,266033)

期 刊:新型建筑材料  ISTICPKU  Journal:NEW BUILDING MATERIALS 年,卷(期):, (12) 分类号:X781.5 关键词:再生混凝土    再生骨料    简单破碎    颗粒整形   

篇4:不锈钢车体点焊接头强度试验研究

不锈钢车体点焊接头强度试验研究

研究了车辆用EN1.4318+2G和SUS301L不锈钢材料和典型部位的点焊接头的拉剪强度和剪切疲劳性能,得到了电焊接头的S-N和p-S-N曲线方程表达式.

作 者:杨望晓 YANG Wangxiao  作者单位:青岛四机宏达工贸有限公司,山东,青岛,266111 刊 名:成都大学学报(自然科学版) 英文刊名:JOURNAL OF CHENGDU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年,卷(期): 28(2) 分类号:U270.6 关键词:不锈钢   地铁车辆   点焊接头   拉剪强度   剪切疲劳性能  

篇5:长余高速公路稳定土强度试验研究

长余高速公路稳定土强度试验研究

将长余高速公路三个路段的'天然土,配成不同比例的石灰土和二灰土,并通过不同时期养生,对各土样进行无侧限抗压强度试验和抗拉强度试验.总结了配合比、期龄对混合料强度特性的影响规律,为高速公路路堤填土设计提供指南.

作 者:许晖 张冬青 张喜发  作者单位:许晖,张喜发(吉林大学建设工程学院,吉林,长春,130026)

张冬青(吉林省高等级公路建设指挥部长余办,吉林,长春,130021)

刊 名:吉林大学学报(地球科学版)  ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF JILIN UNIVERSITY(EARTH SCIENCE EDITION) 年,卷(期):2002 32(1) 分类号:P642.1 关键词:稳定土   无侧限抗压强度   间接抗拉强度   养生期  

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