全部分类/
科学普及/
机械强度

机械强度

2026年08期

《机械强度》杂志在全国影响力巨大，创刊于1975年，公开发行的双月刊杂志。创刊以来，办刊质量和水平不断提高。1989年起被中国科技信息中心选定为中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)；1992年起连续被评为中文核心期刊；

扫码免费借阅

目录

快速导航

优化·可靠性 | 车用动力电池箱NPR夹芯结构抗冲击优化设计

优化·可靠性 | 车用动力电池箱NPR夹芯结构抗冲击优化设计

摘要：【目的】针对电动汽车动力电池箱底部抗路面异物冲击能力不足的问题，提出一种负泊松比(Negative Poisson Ratio, NPR)夹芯结构，以提升电池箱底部防护性能并满足轻量化设计要求。【方法】首先，利用HyperMesh软件和Ls-Dyna软件，建立电池箱系统在典型地面异物冲击工况下的有限元模型，获取电池单体轴向压缩量变化曲线，以验证仿真模型的可靠性；其次，将内凹弧形NPR结构作为夹芯板芯层，以底层板厚度、顶层板厚度、芯层板厚度、胞长和内凹弧半径为设计变量，以比吸能和电池轴向压缩量为优化目标，基于最优拉丁超立方试验设计、Kriging代理模型和第二代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ, NSGA-Ⅱ)进行多目标优化，构建结构参数与防护性能间的映射关系；最后，采用满意度函数从Pareto最优解集中筛选最优结构参数组合，并通过仿真验证优化结果的可靠性。【结果】结果表明，优化后NPR夹芯结构相较匀质铝合金防护板，比吸能由123.69 J/kg提升至141.95 J/kg，提升幅度为14.76%；防护结构质量降低13.38%；电池最大轴向压缩量由3.15 mm降至1.12 mm，防护效果参数达64.44%。该优化方案可有效降低电池箱受冲击时发生热失控的风险，为动力电池箱底部抗冲击结构设计提供参考。
优化·可靠性 | 基于改进MOGA的移动充电车车架多目标优化

优化·可靠性 | 基于改进MOGA的移动充电车车架多目标优化

摘要：【目的】针对移动充电车车架重载特性显著、多工况载荷多变，且传统多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm, MOGA)全局寻优能力不足、易陷入局部最优的问题，为解决车架轻量化设计与动、静态性能提升的协同优化难题，提出基于改进多目标遗传算法的车架多目标优化方法。【方法】首先，通过多工况实车试验获取车架关键承载部位载荷信息，建立车架隐式参数化有限元模型，完成动、静态性能分析，明确结构响应特性；其次，采用最优拉丁超立方采样获取样本点，构建高精度代理模型，量化设计变量对车架应力、质量的影响规律；然后，在传统多目标遗传算法中引入自适应交叉策略池，提升算法全局搜索能力，建立车架多目标优化数学模型；最后，采用熵-优劣解距离法从Pareto解集中筛选最优方案，完成优化方案的性能验证。【结果】结果表明，改进后多目标遗传算法的收敛性与全局寻优能力显著提升；优化后车架质量减小9.44%，4种典型工况下最大应力与最大位移均有下降，1阶固有频率提升至92.247 Hz。在实现轻量化的同时提升了车架动、静态性能，为同类承载结构优化设计提供参考。
优化·可靠性 | 考虑摩擦热条件下摆线轮齿廓修形优化

优化·可靠性 | 考虑摩擦热条件下摆线轮齿廓修形优化

摘要：【目的】摆线轮与针齿间的接触应力及摩擦产热是影响其传动性能与寿命的关键因素。当前修形优化研究多侧重单一目标，缺乏对热-力耦合效应的综合考量。针对上述问题，提出一种考虑摩擦热状态的摆线轮齿廓多目标优化方法，旨在同步降低齿面最大接触应力与摩擦热流密度，改善齿面温度分布。【方法】首先，依据摆线行星传动啮合特性，建立理论承载接触分析模型，为后续优化提供力学计算基础；其次，将齿面离散化并引入摩擦热流密度计算，构建以最小化最大接触应力和热流密度总和为目标的优化函数；然后，基于Matlab软件编写遗传算法程序，设置修形参数范围及约束条件，建立齿廓修形多目标优化模型，并针对迭代不收敛与结果异常问题增设可行性判定与惩罚机制；最后，通过有限元仿真对比优化前、后齿面温度场，结合啮合效率理论计算，评估优化效果。【结果】结果表明，多目标优化后齿面最大接触应力略有降低，齿面总热流密度显著减小，仿真显示齿面最高温度下降5.346℃，温度集中区域明显缩小；同时，啮合功率损失降低，啮合效率提升1.5个百分点。
优化·可靠性 | 基于有限元的低铌蠕墨铸铁排气管失效分析及优化设计

优化·可靠性 | 基于有限元的低铌蠕墨铸铁排气管失效分析及优化设计

摘要：【目的】针对蠕墨铸铁排气管服役过程中出现的局部开裂问题，揭示其失效机制并提出结构与材料协同优化方案。【方法】首先，建立排气管热-机耦合有限元模型，解析其温度场、应力场及应变场的分布特征，为失效原因定位与机制分析提供支撑；其次，提出增大过渡圆角半径与消除冗余加强筋的结构改进方案，并开展模态分析验证优化后结构的动态特性，排除共振失效风险；然后，采用田口试验设计方法，量化分析壁厚、弹性模量等结构与材料参数对低周疲劳寿命的影响规律；最后，构建基于熵权-层次分析法的多目标评价体系，综合权衡高温力学性能、工艺可行性与经济性指标，实现材料方案的多维度优选。【结果】结果表明，增大过渡圆角可使裂纹区域应力下降119 MPa，去除加强筋可消除局部应力集中，且结构优化后共振裕量比达152%，满足ISO 10816-1标准要求；热膨胀系数对疲劳寿命的影响最为显著，其响应极差达680；经组合赋权优化，确定铌添加质量分数为0.05%~0.07%时的蠕墨铸铁为最优材料方案，为同类高温承压部件的优化设计提供参考。
优化·可靠性 | 基于多重网格预条件共轭梯度法的高效应力拓扑优化

优化·可靠性 | 基于多重网格预条件共轭梯度法的高效应力拓扑优化

摘要：【目的】针对结构应力拓扑优化计算规模大、收敛速度慢的问题，结合大规模有限元分析的计算需求，引入多重网格预条件共轭梯度(Multigrid Preconditioned Conjugate Gradient, MGCG)模型降低求解成本，提升应力约束拓扑优化的计算效率。【方法】首先，基于固体各向同性材料惩罚法框架，以结构体积最小化为目标，采用P-均值函数将局部应力约束松弛为全局约束，构建应力与柔度双约束拓扑优化模型，为优化求解提供数学支撑；其次，从全局应力度量的伴随灵敏度出发，推导单元级灵敏度计算式，提升灵敏度分析效率；然后，采用MGCG加速有限元方程组求解，通过V-循环策略与阻尼雅可比平滑器构造刚度矩阵的近似逆预条件子，以加速迭代求解器的收敛进程；最后，结合密度滤波与Heaviside投影消除灰度单元与棋盘格效应，采用移动渐近线法更新设计变量，形成完整优化流程。【结果】结果表明，MGCG可显著加速拓扑优化迭代收敛；在优化结构满足应力与柔度约束的前提下，MGCG法较传统变密度法总计算时间降低11.1%~18.2%；P-均值函数惩罚系数取50时可有效缓解应力集中，应力集中系数降低41.87%，同时可获得边界清晰的0-1二值化拓扑构型，为同类问题的高效求解提供参考。
优化·可靠性 | 基于变密度法的连续体结构拓扑优化改进策略

优化·可靠性 | 基于变密度法的连续体结构拓扑优化改进策略

摘要：【目的】针对连续体结构拓扑优化中变密度法存在的数值不稳定性及优化性能不足问题，提出一种基于改进插值模型和灰度抑制算子的优化策略，以获取边界清晰、完全离散的理想优化结构。【方法】首先，针对固体各向同性材料惩罚模型与材料属性合理近似模型在惩罚能力和收敛速度上的局限性，构建一种指数型改进插值模型，以提升单元密度向0/1两极化的驱动力，为后续优化求解提供支撑；其次，采用Sigmund灵敏度过滤法消除棋盘格与网格依赖现象，保证优化结构的数值稳定性；最后，在优化准则法中，集成设计灰度抑制算子，用于加速灰度单元向实体或空洞状态的转化。【结果】结果表明，在不同载荷与约束条件下的悬臂梁、双载荷悬臂梁及L形梁算例中，所提改进策略均取得显著成效。与对照方法相比，迭代次数分别减少13次、5次和82次，结构柔度分别降低1.874、2.943、16.948 N·mm，离散度与灰度率均降至0，获得完全离散且边界清晰的无灰度单元优化结构，验证了改进策略在收敛速度与求解质量上的优越性。
优化·可靠性 | 协同多尺度参数的CFRP控制臂可靠性优化方法

优化·可靠性 | 协同多尺度参数的CFRP控制臂可靠性优化方法

摘要：【目的】碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)控制臂设计过程存在多尺度参数不确定性。现有研究多聚焦宏观铺层优化，难以兼顾材料微观特性波动与结构宏观可靠性，需协同宏、微观参数开展可靠性优化以充分发挥材料力学性能。【方法】首先，采用Digimat软件预测单向CFRP力学性能，并通过拉伸试验，验证预测精度，为跨尺度参数传递提供数据支撑；其次，基于等刚度原理完成CFRP控制臂结构替换，构建有限元分析模型，为可靠性评估提供计算载体；然后，提出双加权矢量投影响应面方法(Double-Weighted vector-projection Response Surface Method, DWRSM)，结合多项式代理模型，实现多尺度不确定参数下的控制臂可靠性分析，平衡计算精度与效率；最后，融合代理模型、改进响应面法与粒子群优化算法，建立多尺度可靠性优化框架并开展求解。【结果】结果表明，双加权矢量投影响应面法与蒙特卡洛法相比，可靠度计算误差小于0.9%；优化后的CFRP控制臂在满足95%左右可靠度约束及性能要求下，较原钢制结构减重41.29%。研究成果可为复合材料汽车结构件的轻量化可靠性设计提供参考。
优化·可靠性 | 典型蜂窝结构抗冲击优化设计研究

优化·可靠性 | 典型蜂窝结构抗冲击优化设计研究

摘要：【目的】建立一种等腰三角形蜂窝结构抗冲击分级优化设计方法，为航天器冲击缓冲装置的轻量化设计提供参考。【方法】首先，利用Abaqus软件建立数值仿真模型，分析等腰三角形蜂窝结构在面内冲击下的相对密度和平台应力等力学性能，并通过与文献结果对比验证模型可靠性；其次，基于Isight软件平台，采用多目标遗传算法，以结构质量和峰值载荷最小化为目标，对胞元底边边长、胞元高度及不同区域胞壁厚度等宏观尺寸参数进行优化；然后，针对宏观优化后的最优构型，选择对称剖面建立平面应变模型，进一步开展胞元连接处圆角半径的细节优化设计；最后，通过对比优化前、后蜂窝结构的支反力-时间历程曲线和变形模式，评估分级优化策略的有效性。【结果】结果表明，宏观优化后蜂窝结构在不同冲击速度下的质量分别降低73%(5 m/s)和83%(35 m/s)；细节圆角优化后峰值支反力降低31%。
优化·可靠性 | 金属3D打印缓冲吸能桁架单胞结构设计与性能调控

优化·可靠性 | 金属3D打印缓冲吸能桁架单胞结构设计与性能调控

摘要：【目的】针对薄壁、蜂窝、泡沫等传统吸能缓冲结构轻量化与吸能性能提升空间有限、结构可设计性与工况适配性不足的问题，依托金属3D打印增材制造技术，设计蜘蛛网仿生三维缓冲吸能桁架单胞，以提升结构比强度、比刚度与比吸能，优化结构设计灵活性与工况适配性。【方法】首先，采用AlSi10Mg粉料通过金属3D打印制备初始单胞试件，开展准静态压缩试验，获取基础力学响应数据；其次，建立初始单胞有限元模型，对比仿真与试验结果，验证模型可靠性；然后，通过薄弱环节设计与冗余杆优化，调控单胞压溃模态与轻量化水平；最后，构建变刚度堆叠周期结构，分析堆叠策略对整体吸能性能的调控效果。【结果】结果表明，初始单胞压溃呈侧向偏移模态，压缩过程分为4个阶段，峰值载荷仿真误差为2.71%；体积分数增大可非线性提升单胞吸能性能；薄弱环节借助“伐树”效应诱导扭转压溃模态，比吸能提高26.93%；去除冗余杆，使单胞质量降低15.42%，比吸能提升1.47%；变刚度堆叠策略可使周期结构比吸能提高38.43%，为缓冲吸能结构设计提供参考。
优化·可靠性 | 门式起重机主梁优化设计与可靠度研究

优化·可靠性 | 门式起重机主梁优化设计与可靠度研究

摘要：【目的】针对门式起重机主梁传统设计未充分考量不确定性因素、设计精度不足的问题，开展主梁腹板轻量化与多目标可靠度优化研究，提升重型起重设备结构设计的合理性与安全性。【方法】首先，以跨度10 m、承载能力800 t的门式起重机主梁为研究对象，借助SolidWorks软件与Ansys软件，建立腹板厚度参数化有限元模型，为优化分析提供数值支撑；其次，结合拉丁超立方抽样法与反向传播(Back
优化·可靠性 | 一种基于极限学习机的结构可靠性分析方法

优化·可靠性 | 一种基于极限学习机的结构可靠性分析方法

摘要：【目的】针对传统蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation, MCS)方法在结构可靠性分析中计算成本过高、Kriging代理模型高维拟合效果欠佳且低失效概率下内存占用大的问题，提出一种基于自适应极限学习机(Adaptive Extreme Learning Machine, AELM)代理模型与MCS方法结合的主动学习结构可靠性分析方法。【方法】首先，构建AELM代理模型，优化隐含层节点数与激活函数，提升模型泛化能力；其次，引入贝叶斯框架对隐含层权重不确定性建模，计算后验分布，估计预测方差，解决极限学习机无法直接量化预测不确定性的问题；然后，构建主动学习函数，筛选不确定性最大的样本点迭代更新模型；最后，采用失效概率稳定准则作为收敛条件，结合MCS方法计算结构失效概率。【结果】结果表明，与Kriging代理模型算法相比，该方法功能函数调用次数最高降低71.64%，计算误差最低降至0.10%，在多失效域、强非线性及低失效概率工程问题中兼具更高计算效率与精度，为工程结构可靠性分析提供参考。
优化·可靠性 | 动车组牵引传动系统动态可靠性分析

优化·可靠性 | 动车组牵引传动系统动态可靠性分析

摘要：【目的】针对传统动态贝叶斯网络无法通过条件概率表直观表征节点间事件关联的问题，且现有研究多聚焦于部件级分析，忽略系统冗余设计对动态失效的影响，提出了适配动车组牵引传动系统的动态可靠性分析方法。【方法】首先，构建改进连续时间动态贝叶斯网络规则，提出基于节点时序条件概率表规则执行度与冲激函数的可靠度、后验概率及重要度计算方法，明确节点间事件逻辑关联；其次，基于CRH3型动车组牵引传动系统失效机制，搭建系统动态贝叶斯网络模型，厘清层级失效逻辑；然后，结合模糊集方法与扩展原理处理历史故障数据，获取部件故障率模糊区间，表征数据不确定性；最后，开展多维度可靠性分析，实现系统薄弱环节识别。【结果】结果表明，与传统动态贝叶斯网络方法相比，所提方法的可靠度最高可提升0.031104；系统可靠度随运行时间增加持续下降，2000 h左右趋近于0；识别出4类核心薄弱部件，为牵引传动系统结构优化与故障诊断提供参考。
优化·可靠性 | 基于超椭球 CTBN 的动车组制动系统可靠性分析

优化·可靠性 | 基于超椭球 CTBN 的动车组制动系统可靠性分析

摘要：【目的】针对动车组制动系统故障数据信息源复杂多样、零部件故障概率难以精确描述，且传统连续时间贝叶斯网络(Continue Time Bayesian Network, CTBN)建模困难、积分求解过程烦琐的问题，提出一种超椭球模型与改进CTBN相结合的可靠性分析方法。【方法】首先，采用证据推理方法，计算系统底事件故障的证据区间，利用超椭球模型对其加以约束，以规避各底事件失效概率同时取多维箱体角点的问题；其次，采用二态条件概率表，构建不同逻辑门，通过该表直接计算顶事件可靠度，以摆脱积分求解依赖，降低传统方法求解难度；然后，将该方法与离散时间马尔科夫模型、CTBN进行对比，验证其正确性与优越性；最后，以兰新高铁CRH5型动车组制动系统为研究对象开展可靠性分析。【结果】结果表明，相较另外2种方法，所提模型得到的失效概率区间更精确，求解时间缩短36.86%、计算量减少33.82%；系统后验概率可识别制动系统薄弱环节，为零部件维修计划的制订提供参考。
优化·可靠性 | 高功率压裂泵液缸自增强压力优化与残余应力场寿命评估

优化·可靠性 | 高功率压裂泵液缸自增强压力优化与残余应力场寿命评估

摘要：【目的】为提升高功率压裂泵液缸在超高压交变脉冲载荷下的疲劳寿命，基于厚壁圆筒自增强机制，建立自增强残余应力与液缸疲劳寿命的定量关联分析方法。【方法】首先，依据允许最大自增强压力取最小值，设计6个压力等级的自增强工艺参数，建立5000HP型压裂泵液缸三维模型，为后续有限元仿真分析提供几何基础；其次，开发液缸有限元模型，结合Ansys软件和Miner线性累积损伤法则，模拟不同自增强压力下的残余应力分布规律及工作载荷叠加效应，并计算疲劳寿命安全系数；然后，采用X射线衍射法和应变片法分别检测残余应力与叠加应力，验证仿真结果的有效性；最后，通过现场压裂作业试验，对比自增强处理前、后液缸的疲劳寿命。【结果】结果表明，当自增强压力为430MPa时效果最优，仿真所得液缸内壁残余压应力达723MPa，工作状态下内壁最大合成应力降低51%，疲劳寿命安全系数提升至自增强前的2.05倍；试验测得最佳残余应力为732.1MPa，最佳叠加工作应力为335.5MPa；现场作业试验验证，自增强处理后液缸疲劳寿命较未处理时延长2.4倍。
优化·可靠性 | 基于压力渗透仿真方法的旋塞阀金属密封性能研究

优化·可靠性 | 基于压力渗透仿真方法的旋塞阀金属密封性能研究

摘要：【目的】针对深层油气开采中旋塞阀在高温高压工况下的金属密封可靠性难题,探究弧片与旋塞关键几何尺寸对密封性能的影响规律,为旋塞阀高可靠性设计提供参考。【方法】首先,采用基于压力渗透机制的有限元仿真方法,设定与表面粗糙度相关的压力判据,动态模拟介质沿接触界面的渗透过程,实现多因素耦合的密封行为分析;其次,构建5组不同外弧直径的装配模型,开展多压力等级接触特性计算,明确外弧尺寸对密封带形成及接触压力分布的影响;然后,固定最优外弧尺寸,建立5组不同内弧直径模型,分析内弧尺寸与装配间隙对密封性能的作用机制;最后,加工多组尺寸试样开展高压密封试验,验证仿真结论可靠性。【结果】结果表明,当外弧直径为145.35 mm时,旋塞阀在5 000~15 000 psi(1 MPa=145 psi)全压力范围内均可形成连续有效的密封带,综合密封性能最优,且存在显著的最佳尺寸区间;内弧直径对密封性能呈近似线性负相关,当内弧直径为126.01 mm时,装配间隙最小,接触压力分布更为均匀,密封带宽度显著增加,密封可靠性有效提升。
实验研究·测试技术 | 形状记忆合金管接头装配力学有限元仿真

实验研究·测试技术 | 形状记忆合金管接头装配力学有限元仿真

摘要：【目的】探究形状记忆合金(Shape Memory Alloy, SMA)管接头的连接性能及其关键影响因素，明确各参数对连接强度的作用机制。【方法】首先，基于SMA本构模型，结合理想弹塑性模型与最大剪应力屈服准则，建立装配力学模型，推导解析解，为仿真验证提供基准；然后，借助Abaqus软件UMAT用户子程序，引入Boyd-Lagoudas本构模型，构建全尺寸有限元模型，完成装配力学
实验研究·测试技术 | 基于弹性支承三弯矩方程的双平臂抱杆力学特性分析

实验研究·测试技术 | 基于弹性支承三弯矩方程的双平臂抱杆力学特性分析

摘要：【目的】双平臂抱杆水平臂传统受力分析方法未考虑拉杆受拉伸长变形对力学性能的影响，且忽略轴向偏心载荷引起的附加弯矩，导致计算精度不足。针对上述问题，提出基于弹性支承三弯矩方程的改进分析方法。【方法】首先，将双平臂抱杆的双吊点水平臂作为研究对象，把拉杆受拉伸长效应等效为弹性支承，推导适用于轴向偏心双吊点结构的弹性支承三弯矩方程；其次，建立轴向偏心双吊点水平臂力学模型，分别求解弹性支承与刚性支承下两拉杆轴力；然后，采用Ansys软件建立有限元模型进行仿真验证；最后，将理论计算结果与有限元结果进行对比分析。【结果】结果表明，与刚性支承相比，弹性支承三弯矩方程计算的拉杆轴力与有限元仿真结果更为接近，最大相对误差由刚性支承下的89.52%降至弹性支承下的8.05%；吊重越大、拉杆截面积越小，弹性支承修正效果越显著，拉杆伸长对轴力计算结果影响不可忽略。所提方法可有效提高水平臂设计计算精度与安全性，为同类起重设备水平臂结构分析提供参考。
实验研究·测试技术 | 不同载荷下环氧树脂的弹塑性损伤数值模型研究

实验研究·测试技术 | 不同载荷下环氧树脂的弹塑性损伤数值模型研究

摘要：【目的】为准确描述环氧树脂在不同载荷下的非线性损伤演化行为，利用了一种考虑弹塑性应变能对损伤影响的改进Lemaitre损伤模型进行数值模拟，旨在提升对环氧树脂结构长期服役环境下力学响应的预测精度。【方法】首先，对YH69环氧树脂试件开展单轴拉伸、压缩、剪切试验以及相应加载-卸载循环试验，基于弹性模量变化法确定模型损伤参数；其次，利用Abaqus软件平台，开发基于改进Lemaitre本构模型的UMAT用户材料子程序；然后，在不同载荷条件下，开展环氧树脂损伤演化数值模拟；最后，将改进模型的预测结果与传统Lemaitre模型及试验数据进行对比分析。【结果】结果表明，改进Lemaitre损伤模型能够有效表征环氧树脂在拉伸、压缩及剪切载荷下的损伤演化全过程，其预测的应力-应变曲线及载荷-位移曲线较传统Lemaitre模型拟合精度更高，与试验数据吻合度更好；拉伸、压缩、剪切临界损伤值分别确定为0.28、0.25和0.27，对应的临界损伤应变能释放率分别为3.4、6.7和3.1。
实验研究·测试技术 | 腐蚀环境对蜂窝结构的静态承载力影响研究

实验研究·测试技术 | 腐蚀环境对蜂窝结构的静态承载力影响研究

摘要：【目的】腐蚀环境会显著降低蜂窝结构的承载能力，甚至诱发结构失稳，探究其影响规律对工程应用具有重要意义。【方法】首先，通过准静态压缩试验，对比分析正六边形与正方形两种蜂窝结构在腐蚀前、后的承载力变化规律，明确腐蚀对两种孔型结构性能退化影响的差异；其次，建立两种结构的有限元模型，通过载荷-位移曲线对比验证数值模型的准确性；然后，基于验证的数值模型，对不同孔隙率的正六边形蜂窝结构进行仿真计算，分析孔隙率对结构强度的影响；最后，通过改变局部壁厚的方式模拟不同腐蚀程度，系统研究腐蚀环境下蜂窝结构承载力的退化规律。【结果】结果表明，正六边形蜂窝结构稳定性优于正方形结构；腐蚀对正六边形蜂窝结构承载力影响较小，腐蚀5次和20次后其承载力分别下降4.58%和20.53%，而正方形结构分别下降13.29%和25.88%；随着孔隙率从70%增至80%，结构底部应力集中现象加剧，强度降低。
实验研究·测试技术 | 微粒喷丸对谐波减速器柔轮表面性能的影响研究

实验研究·测试技术 | 微粒喷丸对谐波减速器柔轮表面性能的影响研究

摘要：【目的】微粒喷丸可提高谐波减速器柔轮齿根抗弯曲强度，因此，研究喷丸工艺对柔轮表面性能的影响规律具有重要意义。【方法】首先，采用有限元与离散元耦合法构建随机多弹丸弹塑性微粒喷丸仿真模型，还原多弹丸连续冲击的真实工况；其次，借助SolidWorks软件与Abaqus软件建立柔轮单齿局部细化网格模型，为微米级喷丸过程模拟提供高精度计算载体；然后，开展多组参数对照的微粒喷丸试验，采用微区应力仪与粗糙度轮廓仪完成残余应力与表面粗糙度检测；最后，比对仿真与试验数据，量化分析两类工艺参数对表面性能的作用规律。【结果】结果表明，仿真与试验结果吻合度良好，最大误差为11.36%。最大残余压应力、峰值深度及残余压应力层深随喷射气压升高同步增大，0.6 MPa气压下压应力层深可达70 μm；表面与最大残余压应力随覆盖率提升而增大，应力层深无显著变化；粗糙度参数随气压升高明显增长，覆盖率影响较弱，粗糙度算术平均偏差增幅较低，可为柔轮喷丸工艺优化提供参考。
实验研究·测试技术 | 履带车辆衬套型橡胶悬架静刚度计算与试验验证

实验研究·测试技术 | 履带车辆衬套型橡胶悬架静刚度计算与试验验证

摘要：【目的】针对组合变形条件下履带车辆衬套型橡胶悬架静刚度计算方法缺失的问题，提出适用于多构型衬套的悬架静刚度计算方法，为橡胶悬架初始设计与刚度匹配提供参考。【方法】首先，基于线弹性力学分析方法，分析轴对称橡胶衬套径向、偏斜及扭转变形对悬架行程的影响，推导平衡肘转角与负重轮垂向位移计算式，为刚度求解提供依据；其次，结合轴对称与非轴对称橡胶衬套的截面特性，引入垂向变形补偿量与转角修正系数，建立组合变形条件下悬架静垂向刚度、静扭转刚度计算方法；然后，采用Ansys/Workbench软件建立衬套有限元模型，开展静力学仿真分析，验证变形计算结果的准确性；最后，搭建橡胶悬架加载试验台，通过准静态加载试验校验刚度计算方法的工程适用性。【结果】结果表明，橡胶衬套受力变形规律与仿真计算、试验观测结果一致；悬架静垂向刚度、静扭转刚度的计算值与试验值误差分别为9.43%、5.71%，均处于10%工程允许误差范围内，可满足悬架初步设计的工程要求。

过往期刊

更多

猜你喜欢

泸州市图书馆电子阅览室