基于FEM和RSM的深穴圆柱滚子优化设计

为消除圆柱滚子端部的应力集中现象,提高滚动轴承的疲劳寿命,对圆柱滚子内修形-深穴结构的形状控制参数(深穴开口度k、深穴长度l、深穴锥角α)进行了分析,建立了滚子接触有限元(FEM)模型。基于响应曲面法(RSM),建立了以滚子端部与中间接触应力差最小为优化目标,以k,l和α为设计变量的优化数学模型,并对响应面模型进行了求解,得到一组最优解,通过对比分析表明深穴滚子可以有效地降低滚子端部的应力集中现象,优化后深穴滚子应力分布更为均匀,避免了因局部应力过大而过早发生疲劳失效;采用FEM与RSM相结合的优化方法操作简单、效率高,可将其应用于其他机械零部件的优化设计。     

U型充液管道的流固耦合分析

基于流固耦合原理,在ADINA软件中建立了U型充液管道的有限元模型,对其进行了流固耦合模态分析,研究了壁厚对管道固有频率的影响;并对简支U型管道的充液过程进行了数值仿真,研究了充液加速度和壁厚对管道位移及应力的影响。结果表明:随着模态阶数的增加,管道的固有频率逐渐增大;在无耦合时计算的管道固有频率大于流固耦合状态时的结果,管道固有频率随壁厚的增加呈非线性增加;在充液过程中U型管道的最大应力出现在弯头处;在充液过程中管道的位移与应力随充液加速度的增大而增大,随壁厚的增大而减小;但无论充液加速度多大,充液后管道的最终位移基本相同。