塔带机溜管传输流变分析

在三峡工程中，由于混凝土施工量大，所以采用了塔带机，该设备采用软管溜筒垂直运输混凝土，本文针对这种施工方法，用流体力学的方法和新拌混凝土的流变本构关系求解在重力作用下溜管中混凝土的下行速度问题，通过有限体积法离散数学模型，编制FORTRAN程序，计算出不同管长，不同混凝土物性下的运动状态，数值结果表明，采用软管溜筒能有效的抑制混凝土的下行速度。     

铁路货车制动杠杆的优化与设计

针对某铁路货车制动杠杆的轻量化问题,进行了该模型的受力分析,并在此基础上完成了制动杠杆的变密度法拓扑优化设计。优化之后,从应力、变形、体积等方面与之前做了对比,并根据在工况下的受力进行了疲劳寿命的分析和总结。结果表明,优化之后的制动杠杆较优化之前质量减少了6.166%,应力状况有所改善。     

基于HyperMesh的活塞网格划分策略研究

网格划分作为有限元数值模拟分析的一个重要环节,它直接影响着后续数值计算求解时间及分析结果的精确性。活塞作为多特征的复杂结构体,其网格划分具有很大的难度。借助于HyperMesh软件强大的CAE建模、网格划分及可视化功能,针对同一活塞几何模型的网格划分和质量检查,对比不同网格条件下模态分析过程和结果的差异,进而阐明了得到高质量活塞网格的处理对策和技巧,为同类型结构的网格划分和最优化分析提供参考。     

铁路除沙车推沙阻力及推沙曲面优化研究

为了减小铁路除沙车推沙装置在推沙过程中的工作阻力和提高推沙效率,基于仿生学原理,选取了3种动物(棕熊、田鼠、家鼠)作为仿生对象。把仿生对象的爪趾内轮廓线作为推沙板触沙曲面的准线原型,通过进一步分析拟合后的仿生准线二阶导数和曲率,根据这些数据,建立了仿生推沙板在内的6种不同的推沙板。通过离散元仿真模拟,对比了6种推沙板在推沙过程中受到的阻力情况。研究表明,在相同条件下,推沙板受到的水平阻力与受到的总阻力很接近,因此水平阻力是影响推沙板工作效率的主要因素;仿生推沙板所受阻力相对于平面板和圆弧板都低,其中田鼠型仿生推沙板所受阻力最低。不同准线形式的仿生推沙板研究对减少推沙阻力有着重要指导意义。     

基于离散元的风沙沙粒物理特性参数标定

在研究风沙地区的农用机械与除沙机械同沙粒相互作用时,沙粒间及沙粒与钢板之间相互作用的参数的准确性将直接影响机械优化及仿真结果。现提出一种仿真与试验相结合,并采用数值分析与实验数据相结合的办法,对沙粒的物理特性参数进行标定,并通过试验验证确定沙粒间物理特性参数。研究结果表明,沙粒间静摩擦系数为0.23、滚动摩擦系数为0.1、恢复系数为0.25。通过相应的试验方法测量得到,堆积密度为1 613 kg/m3、沙粒直径在0.1～0.5 mm之间占总质量的97.58%、含水率为0.04%、沙粒与钢（Q235）的静摩擦系数、滚动摩擦系数、恢复系数依次为0.59、0.28、0.478,沙粒与橡胶的静摩擦系数、滚动摩擦系数、恢复系数依次为0.613、0.45、0.175。仿真堆积角度为27.55°,试验堆积角度为27.94°,仿真与试验堆积角相对误差为1.39%。仿真与试验结果基本吻合,为沙漠地区农用机械及除沙机械仿真和优化设计提供理论依据。     

除雪车集雪螺旋切雪过程有限元模拟研究

为探究除雪车作业时集雪螺旋与雪之间相互作用的规律,预测不同结构参数对集雪螺旋作业效果的影响,优化集雪螺旋的结构设计,改善除雪车的性能,以自主研制的铁路轨道除雪车为研究对象,建立了螺旋—积雪相互作用的三维动态有限元模型。该模型使用任意拉格朗日-欧拉网格自适应划分法,解决了积雪局部变形过大导致单元畸变而使分析中断的问题。通过有限元仿真,得到了螺旋—积雪模型相互作用过程的应力时域曲线和受力时域曲线,并以此分析了螺旋—积雪相互作用的规律。设置了3组不同螺距的切雪模型,以分析螺距改变对螺旋—积雪相互作用规律的影响。研究表明,适当减小螺距有利于螺旋工作状态的平稳,降低对自身结构和动力系统的冲击,增强积雪轴向输送能力,也会略微降低螺旋对冰雪的切削能力。     

55 t重型自卸车平衡悬架用推力杆断裂分析

针对某矿用三轴重型自卸车因推杆失效而导致产品可靠性低的问题，建立了对橡胶采用C3D8H单元，对金属构件采用C3D8R单元和C3D4单元的平衡悬架用推力杆有限元分析模型。利用有限元分析软件ABAQUS对其进行了强度分析、模态分析和屈曲分析。有限元分析结果和推杆在实际使用中出现的异常断裂情况相吻合，找出了该车推杆裂纹过早出现的原因，并给出了推力杆改进设计的方法。实际改进结果表明:改进方法是有效的。     

拉格朗日法对溜管输送混凝土流变数学模型探讨

考虑溜管中混凝土重力与管壁的摩擦力，运用拉格朗日法建立了在重力作用下混凝土在软管溜筒中流变的数学模型，运用牛顿迭代求解，并将计算结果与输送情况作了比较。     

橡胶夹层/复合材料粘结界面应力应变研究

复合材料和橡胶粘结成一体的防振橡胶在机械栽荷的作用下，经常发生因粘接界面破坏而导致的结构失效。用Ⅰ型加载下的双悬臂夹层梁试样，借助有限元对橡胶夹层／复合材料粘接界面的破坏进行研究，指出了橡胶夹层厚度变化以及界面裂纹长度发生改变时，橡胶／复合材料粘接界面裂纹前沿的应力和载荷作用方向上的应变的变化，及其临界断裂条件。     

铁路轨道除沙车除沙装置的离散元仿真分析与试验

为研究除沙车作业时的性能参数,以自主研发的铁路轨道除沙车为研究对象,运用EDEM进行除沙性能虚拟试验;建立了除沙车机械—沙土离散元接触模型,分析了沙粒在除沙车内集沙、排沙、抛沙的动态过程和数值规律。研究表明,仿真分析和试验结果较为吻合,额定工况最大除沙质量110kg/s,集沙铲和沙扇最大工作阻力分别为6500N和1650N,最大转矩分别为1100N·m、200N·m,抛沙扇转速在250r/min时满足最近抛沙距离设计指标。研究结果对除沙车性能参数的选取和结构优化设计有重要指导意义。