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关键词： 零缺陷   潜在失效   老化   测试   应力  

摘要： 汽车电子行业,由于高质量和可靠性要求,越来越多的客户追求零缺陷质量,零缺陷实现方法成为越来越多汽车电子制造商研究的课题。从产品设计实现、产品制造以及产品最终测试过程中,本文主要论述在产品测试检测以及数据分析中如何实现零缺陷,以及提升可靠性的老化筛选方法,有效地避免和筛选潜在失效产品的产生和流出,确保客户手中产品的零缺陷质量。

关键词： AGV   仿真设计   应力  

摘要： 基于物联网AGV机器人的设计,对其转向系统、动力系统、通信系统、控制系统等关键系统着重展开研究,运用仿真软件对AGV机器人的主要支撑部件进行设计并分析应力。

关键词： 工程力学  

ISBN: (纸本)9787122379184

摘要： 本书以Fluent二次开发为目标，主要描述Fluent二次开发的三种方式：1、UDF程序编制。内容涵盖UDF编译配置、程序编制等。2、界面程序编写。涵盖Scheme语言基础以及利用Scheme语言编制Fluent自定义用户界面的一般流程。3、进程封装。内容涵盖采用进程封装方式进行Fluent二次开发的基本方法。

关键词： 锚碇   大体积混凝土   温度场   应力场   冷管优化  

摘要： 随着我国经济的发展,交通建设作为经济发展的一个重要保障越来越受到国家的重视。作为交通建设的重要一环,我国的大型桥梁建设进入了快车道,而大型桥梁的建筑难度也在成倍增加。郭家沱长江大桥南锚碇扩大基础工程是整个悬索系统的基础,是桥梁质量的重要保障。南锚碇扩大基础总浇筑量达到25000 m3,形状为非规则的阶梯型,体量大,结构形式复杂。因此本文以南锚碇扩大基础工程作为研究对象,选择有限元软件Midas/Civil,对大体积混凝土的温度场进行分析。具体研究内容可以总结为以下几个方面:（1）查阅国内外文献,总结目前国内外对大体积混凝土结构相关的研究内容,掌握了相关的研究方法,为本工程研究的展开提供有效的参考。（2）阐述了大体积混凝土温度场分析的基本原理—热传导方程与变分原理。并根据混凝土的配合比以及施工方案来计算有限元模拟所需要的参数,根据规范来计算混凝土的绝热升温、热传导率、比热,计算模型的边界条件、对流系数。（3）建立无冷管的南锚碇扩大基础对应的有限元分析模型,模拟结果表明,无冷管条件下混凝土的内表温差与抗裂安全系数都超过了规范限制。在模型中布置冷却水管作为温控措施,以扩大基础第一浇筑层为模型,来模拟冷却水管流量、温度和冷管间距的变化对模型计算结果的影响,并最终选择出最适本工程的冷管布置方案。按照选取的冷却水管布置方案重新建立扩大基础整体模型,模型的计算结果符合规范与设计要求,同时归纳布置冷却水管后模型温度场与应力场的变化情况。（4）根据有限元模拟的结果,提出了相应的温控方案保证结构施工质量,包括控制混凝土出机温度、运输保温、冷却水系统布置、浇筑质量控制、混凝土的保温、保湿养护措施。（5）采用智能化监测系统监测混凝土的温度变化,将监测系统记录的数据进行整理,监测结果表明温度实测值符合规范要求,与有限元模拟结果进行对比,两者的差值在误差范围内,证明了有限元模拟的准确性。（6）针对现有方法的不足,提出了四螺旋形冷管布置方式,对冷管布置方式进行优化。以扩大基础第一、二浇筑层为模型按照新的冷管布置方式进行计算,并与现有方案进行对比,两者的计算结果表明,新的冷管布置方法具有更好的温控效果,可供类似工程借鉴参考。

关键词： 场站管道   地基冻胀   应力监测   应力分析   位移预警  

摘要： 油气管道是国家能源输送最安全有效的方式。城市燃气门站是其中重要的一环,将上游输送来的高压天然气降压后输往下游,冬季用气量增加时,场站调压会使天然气温度骤降,进而造成埋地管道周围土壤冻结将场站管道抬升即管道冻胀。管道在冻胀作用下导致局部区域应力过大,威胁场站管道的安全运营,因此对场站管道进行应力安全评估尤为重要。以往关于场站管道的应力分析,往往是依靠有限元模拟及经验公式,并没有掌握场站管道的真实变形情况,缺乏合理性。本文将应力监测系统应用于场站管道,结合监测数据及有限元模拟结果,对场站管道在冻胀作用下的应力安全状态进行了分析。具体研究内容和成果如下:(1)基于智慧管网理念及物联网相关技术,搭建出应用于油气管道的应力在线监测系统,阐述了监测系统的工作原理;设计悬臂梁试验验证监测系统的测试精度、线性度、长期监测的稳定性及温度对测值的影响,试验结果表明该监测系统的可靠性满足工程实际要求。(2)通过对比有无监测系统时分别获取场站管道应力场的方法,阐述了场站管道安装监测系统的必要性及工程意义,制定出了场站管道的监测方案即监测截面的选取和截面上应变计的布设方式;通过分析轴向监测数据与管道轴向应力之间的关系,建立了基于轴向监测数据的应力预警模型。(3)选取某一城市燃气门站,长期监测了其中一段冻胀管道,获取其监测期间的变形及应力情况;以监测数据为依据,通过有限元模拟的方式识别出场站管道的冻胀模式,反演出场站管道较真实的应变场分布,并进一步计算出该方法的识别精度。(4)依据真实情况,建立场站管道的三维有限元模型,采用有限元模拟的方式评估了监测期间该场站管道的安全状态,并以管道材料屈服应力的50%作为许用应力,计算出该场站管道冻胀作用下的位移预警值为38 mm,进一步研究了管道参数及土壤性能对位移预警值的影响。

关键词： 永磁直线同步电机   磁致伸缩效应   电磁-结构-声场同步耦合   应力   振动噪声  

摘要： 永磁直线同步电机作为直线运动设备的核心装置被广泛应用于多个领域,如交通运输业的磁悬浮列车、国家军事行业中电磁飞机的弹射系统等。直线电机在人们的生产生活中随处可见,同时产生的振动噪声引起了人们的关注。直线电机的电磁振动同时由电磁力和磁致伸缩效应决定,考虑磁致伸缩效应时振动噪声的预测更加准确,本文主要研究直线电机初级结构基于电磁力考虑磁致伸缩效应的振动噪声。首先,设计了一台10极12槽永磁直线同步电机,初级铁心的材料选用无取向硅钢片。此外,计算了初级结构的固有频率及其模态,并分析了初级结构仅考虑电磁力时的频率加速度响应和基于电磁力考虑磁致伸缩效应后的频率加速度响应。其次,应用COMSOL Multiphysics软件分析了永磁直线同步电机的振动与噪声。实现方法采用电磁-结构-声场同步耦合的方式,材料的有效磁场包括电磁模块施加的磁场和结构场机械应力对有效磁场的贡献（称为维拉里效应）。在结构场对直线电机初级结构的应力进行了分析,包括三种情况:考虑电磁力时的应力、考虑磁致伸缩效应时的应力、同时考虑电磁力和磁致伸缩力时的应力。然后,分析了直线电机初级结构的振动加速度与振动速度特性,包括两种情况:仅考虑电磁力的情况、同时考虑电磁力和磁致伸缩力的情况。最后,分析了永磁直线同步电机在运动过程中产生的噪声,对比分析了两种情况:仅考虑电磁力的情况、同时考虑电磁力与磁致伸缩力的情况。分析了两种情况下的声场分布,并在声波集中的区域选取参考点分析了两种情况下的分贝特性。

关键词： 2K-V型减速机   轴承   应力   寿命  

摘要： 2K-V型减速机(日本称之为Rotary Vector,简称RV减速器)通过摆线针轮传动和渐开线齿轮传动结合成的行星传动方式,具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、传动精度高、使用寿命长等诸多优点。因此,工业机器人在关节臂传动部分大量采用2K-V型减速机。目前国内生产的2K-V型减速机使用寿命与国际先进水平有较大差距,工业生产中仍需大量进口国外设备。大量理论研究和实际应用表明:2K-V型减速机寿命取决于其摆线轮与曲柄轴之间轴承的寿命。基于高精度尺寸测量、ADAMS仿真以及理论计算等手段,本文提出了一种转臂轴承寿命计算方法。(1)在额定工作载荷下,针对2K-V型减速机对摆线轮处转臂轴承载荷进行分析计算。首先,通过数值分析计算出2K-V型减速机摆线轮处转臂轴承的载荷。在此基础上,运用高精度影像测量仪测量一台某公司生产2K-V型减速机零件啮合轮廓点数据,采用三维建模软件构建减速器模型,导入ADAMS软件进行动力学计算,输出额定工况下2K-V型减速机摆线轮处轴承的实际受力。(2)根据动力学计算得到摆线轮处转臂轴承最大载荷,计算得到轴承内部最大接触应力。采用Hertz接触理论和ANSYS软件两种方式分别计算了滚子轴承内部的最大接触应力,分别为1924MPa和2023MPa,不超过许用应力要求(4000MPa)。(3)分别考虑理论和动力学计算得到的轴承随转动角度变化受力情况,融合轴承寿命计算理论以及疲劳损伤累积理论,计算2K-V型减速机摆线轮处转臂轴承的寿命。通过理论计算分析了2K-V型减速机的一些参数对摆线轮处转臂轴承寿命的影响。结果表明:2K-V型减速机型减速机摆线轮处的转臂轴承理论使用条件下疲劳寿命为6767小时,根据动力学的受力计算其寿命为2139小时。零部件制造精度对轴承寿命影响很大。利用2K-V型减速机综合性能试验台,采用加速试验模拟转臂轴承实际疲劳寿命为2600小时。计算结果与实验结果基本吻合。综上所述,本文采用理论分析和数值模拟等方法,计算得到了2K-V减速机摆线轮处轴承载荷,提出了一种轴承寿命计算方法。研究具有一定的理论意义和工程应用价值。

关键词： 重复采动   回采巷道   应力   塑性区   叠加破坏  

摘要： 现代化大型矿井为满足高效生产的需求以及缓解采掘紧张的问题,各矿区通常采用同时掘出双巷的回采巷道掘进方式,而其中需要保留的回采巷道围岩因受到重复采动影响破坏严重,直接影响井下工作安全进行。因此,研究重复采动巷道围岩塑性区叠加扩展形态特征,对保证受重复采动影响的巷道围岩稳定控制具有一定理论指导意义。本文以某煤矿22205回风巷道为研究背景,在现场调查和观测基础上采用理论研究和数值模拟的方法,获取双巷布置形式下重复采动巷道围岩应力场以及塑性区分布情况,以此得到双巷布置形式下重复采动巷道围岩破坏分布规律。同时通过数值模拟实验,进一步分析研究巷道围岩塑性区叠加扩展机理,并对其进行工程验证,进而提出对应巷道围岩稳定控制方法,保证矿井安全高效生产。主要研究成果如下:（1）获得了重复采动巷道破坏阶段性分布规律:一次采动和二次采动共分为六个阶段,其中一次采动影响阶段和二次采动影响阶段塑性区扩展最为明显。同时得出重复采动巷道塑性区叠加扩展特征为在二次采动影响下,以一次采动塑性区形态范围为基础的再次扩展。（2）获得了巷道围岩塑性区叠加扩展演化特征,明确了叠加扩展各形式判定范围。①巷道围岩塑性区叠加扩展演化特征:巷道围岩塑性区叠加扩展可看作在一次已破坏形式基础上的二次叠加破坏,塑性区扩展范围大小由主应力大小决定,而塑性区扩展的方位由主应力偏转角决定。②巷道围岩叠加扩展各形式判定范围:以二次破坏围压比η2与一次破坏围岩比η1的比值为判定标准,得出当0.5<η2/η1<0.9时,叠加扩展形式Ⅰ,一次塑性区加二次塑性区等于叠加塑性区;当0.9<η2/η1<1.3时,叠加扩展形式Ⅱ,一次塑性区加二次塑性区小于叠加塑性区;当η2/η1>1.3时,叠加扩展形式Ⅲ,一次塑性区加二次塑性区大于叠加塑性区。③获得主应力角度对巷道围岩叠加扩展影响规律:在已破坏条件下旋转主应力角度后,叠加扩展塑性区位置随主应力角度旋转并不同的位置继续破坏,且叠加扩展后塑性区叠加扩展判定范围依然适用。（3）获得了重复采动巷道围岩塑性区叠加扩展形态特征机理以及重复采动巷道阶段性叠加扩展机理,明确了重复采动巷道围岩稳定性控制的关键阶段,提出相应控制方法。①重复采动巷道围岩塑性区叠加扩展形态特征机理:在重复采动影响下巷道围岩先后形成两个应力场,随主应力大小和位置的改变,塑性区在已破坏基础上依照叠加扩展规律扩展。②重复采动巷道阶段性围岩塑性区叠加扩展机理及围岩稳定性控制关键阶段:二次采动以一次采动围岩破坏形式为基础,在其之上按叠加扩展规律扩展;其中一次采动影响滞后稳定阶段是重复采动巷道围岩稳定的关键控制阶段。③基于重复采动巷道围岩阶段性塑性区叠加扩展特征对巷道围岩稳定性控制提出分次支护的方法,在现场施工中取得良好效果。

关键词： 腐蚀缺陷   天然气管道   沉降   应力分析  

摘要： 随着人们生活水平的不断提高,对埋地天然气管道的安全运行提出了更高要求。而我国作为一个地形地貌丰富多样的国家,人口又众多,敷设在软地基上的天然气管道,地基对其承载能力弱,随着时间推移就会发生沉降现象,运行时间长了以后管道腐蚀难以避免。本文针对此问题研究了含腐蚀缺陷的埋地天然气管道沉降过程的应力分析,希望能得到一个更贴合实际的用于此种情况发生时评价管道剩余强度方法,对管道设计者、施工人员和运营管理者提供理论指导。本文在总结了国内外沉降和腐蚀的有关理论和方法的基础上,结合实际工程数据,考虑到埋地天然气管道与土壤间的相互作用,运用专业的非线性有限元软件分析含腐蚀缺陷的埋地天然气管道在沉降过程的应力状态。主要做的工作包括:(1)腐蚀缺陷管道的评价方法:从腐蚀的本质出发,认真查询并归纳了现有的腐蚀管道评价方法,通过观察评价公式的区别,分析了各个方法的不同与好坏,最后选择采用最为贴近实际情况的评价方法;(2)基于沉降理论建立力学模型:从弹性力学的角度进行埋地天然气管道沉降理论受力分析,分析的过程中对管土力学模型作了一些简化或假设。然后根据理论公式与有限元计算的数值比较验证有限元方法的可靠性;(3)从原理上理解有限元分析方法,详细分析了非线性接触问题以及阐述管土的本构关系及其相互作用,揭示了选择ABAQUS的原因,最后通过ABAQUS有限元验证了其他学者的有限元结果,证明构建的有限元计算模型较为准确;(4)数值模拟:详细说明了建模步骤及载荷与边界条件的设置和建模过程中需要注意的问题,通过大量运算数据得出完整管道沉降过程的应力分析,进一步地完成含腐蚀缺陷埋地管道沉降过程应力分析;(5)拟合评价公式:用有限元分析结果数据进行评价公式拟合并验证了公式的正确性,用来评价含腐蚀缺陷的埋地天然气管道沉降的剩余强度。此评价公式对管道力学的安全分析提供较好的帮助。

关键词： 机翼变形   应力分析   力学特性   管路试验  

摘要： 民机液压管路系统服役环境极其恶劣,因此,其力学特性分析一直备受重视。民机液压管路系统除了承受介质压力载荷、环境温度载荷和加速度载荷外,还常常承受着很大的机体变形和振动载荷,对其结构可靠性和安全性带来很大影响。本课题针对机体变形在机翼液压管路系统上会产生较大预应力的问题,开展不同载荷工况下机翼液压管路系统应力分布规律研究以及动力学特性分析。研究工作预期对飞机机翼液压管路系统设计分析提供一定的理论支持,对提高飞机液压管路系统可靠性和安全性具有一定的工程价值。本文主要研究内容和工作如下:(1)机翼液压管路力学模型建立。针对管路受拉、受弯、受扭3种不同的受力状态,进行管路应力计算。基于传递路径理论,建立飞机机翼液压管路系统振动传递路径模型,得出液压管路振动系统传递特性的建模分析方法。分析模型的影响参数,构建机翼液压管路系统振动传递评价指标。(2)机翼液压管路系统静态应力分析研究。采用插值法分析ARJ21-700飞机机体变形载荷在机翼液压管路支撑点上产生的位移分布规律,将其作为机翼液压管路静态应力分析的外载荷。建立ARJ21-700飞机机翼液压管路系统有限元模型,施加机体变形产生的位移载荷,然后分别分析“机体不变形+设计压力”、“限制位移+设计压力”和“极限位移+设计压力”载荷工况下机翼液压管路系统应力分布规律。(3)机翼液压管路系统动力学特性分析。以有限元功率流理论为研究基础,建立一段带有三个管路支撑的机翼液压管路系统有限元模型,进行了模态分析,然后识别“机体不变形+正弦激励”、“限制位移+正弦激励”和“极限位移+正弦激励”载荷工况下振动响应最敏感的支撑位置,以及振动最主要的传递路径。(4)飞机机翼液压管路试验研究。以ARJ21-700飞机机翼局部液压管路为试验对象,通过管路应力分析以及模态分析验证试验,验证构建的有限元分析模型以及仿真分析的方法。