摘要：为给竹加工机械设计提供理论依据,推动竹产业的发展,基于ABAQUS对竹材纵向切削进行动力学仿真,研究其切削力。该模型在结构上采用等效均质建模,失效过程采用VUMAT子程序建立的三维Hashin失效准则以及损伤演化模型。利用该模型研究了主切削力随着刀具楔角、刀具后角以及刃倾角的变化规律。结果表明:主切削力随着刀具楔角的增大而增大,随着刀具后角的增大而增大,随着刃倾角的增大先减小后增大。研究结果可为实际竹材生产加工提供参考。

摘要：采用多级优化方法对碳纤维增强复合材料加固中心孔钢板进行优化设计,首先,采用拉丁超立方方法选取试验样本点,利用移动最小二乘法拟合近似代理模型,在代理模型基础上采用自适应响应面优化方法优化基本铺层厚度;然后,结合复合材料制造约束条件,利用Optistruct对铺层顺序进行优化,得到最佳铺层设计方案。经过多级优化设计后,钢板中心孔处应力分布更合理,最大Mises应力减小了56.6%。

摘要：钢结构在运行一段时间后,其母材或焊缝附近易产生裂纹,因此需要对裂纹进行修复以延长使用寿命.文中研究了碳纤维增强复合材料(CFRP)加固裂纹钢板的疲劳寿命及加固参数.首先采用粘结力理论,建立CFRP加固裂纹钢板的有限元模型,计算得到裂纹尖端的应力强度因子;然后进行4组对比疲劳试验,利用试验数据和Paris公式计算材料常数C和n,将计算的应力强度因子代入Paris公式预测试件的疲劳寿命;最后利用有限元模型对CFRP加固的刚度、长度、宽度等加固参数进行了研究.结果表明:根据有限元模型计算的应力强度因子幅和Paris公式可以准确预测CFRP加固裂纹钢板的疲劳寿命;CFRP加固可以减小裂纹尖端的应力强度因子,有效提高裂纹钢板的疲劳寿命.

摘要：碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢板时,CFRP端部往往会发生剥离破坏而导致失效,文中重点研究了CFRP加固钢板的剥离机理.首先根据粘聚力理论建立了CFRP加固钢板的有限元模型;然后对CFRP加固钢板进行了静态拉伸试验研究,并利用试验数据验证了有限元模型;最后基于有限元模型对CFRP剥离破坏的机理进行了研究.分析结果表明:采用粘聚力理论建立的有限元模型可以准确模拟胶层剥离机理;胶层剪应力是CFRP剥离破坏的主要因素,整个过程经历了弹性变形、胶层软化和胶层剥离三个阶段;剥离破坏从CFRP端部开始,逐渐向中间发展,最终导致胶层完全失效.

摘要：首先基于黏聚力理论建立CFRP加固钢板有限元模型,应用该模型计算出CFRP加固缺口钢板的理论应力集中系数,CFRP加固后比未加固钢板的名义应力减小41.6%,;然后对CFRP加固缺口钢板的疲劳试验进行研究,利用试验数据和理论公式推导出疲劳缺口敏感度和疲劳缺口系数,建立CFRP加固缺口钢板的疲劳S-N曲线,CFRP加固后的疲劳缺口敏感度比未加固钢板减小93.1%,.结果表明:采用止裂孔和CFRP加固联合方法,不仅减小了缺口钢板的名义应力,而且降低了疲劳缺口敏感度,使疲劳寿命比缺口钢板提高292倍.

摘要：滑板是压缩式垃圾车的主要运动部件,滑板载荷对滑板结构精确计算十分重要。文中在分析了滑板动态应力试验数据的基础上,提出了滑板工作过程的危险工况,并建立了该工况下的滑板载荷模型。在此基础上,基于变密度法以滑板应变能为目标、滑板质量为约束条件,对滑板进行了拓扑优化;以滑板板厚为设计变量,对其进行尺寸参数优化,从而确定了滑板的最终设计方案。经验证,该结构在原方案的基础上减重20.5%,且有效地改善了力传递特性,消除了应力集中现象。

摘要：薄壁钢板结构运行一段时间后,其母材或焊缝附近容易产生疲劳裂纹,而传统修复方法无法适用于薄壁钢板疲劳裂纹的修复。由于CFRP加固方法对钢板不会产生附加应力,可应用于薄壁钢板疲劳裂纹的修复。论文研究在裂纹尖端钻止裂孔再粘贴CFRP方法对裂纹钢板剩余疲劳寿命的影响,首先通过五组对比疲劳试验,分析"止裂孔联合CFRP加固"方法与其他修复方法对裂纹疲劳寿命的增强效果;然后基于粘聚力理论建立CFRP加固钢板的有限元模型,对CFRP加固后的止裂孔直径、CFRP刚度、CFRP尺寸等参数进行研究。研究结果表明:采用"止裂孔联合CFRP加固"方法,裂纹钢板的剩余疲劳寿命比仅钻止裂孔和仅粘贴CFRP都提高了数十倍,甚至超过无裂纹钢板的疲劳寿命,该方法尤其适于薄壁钢板的短裂纹修复。

摘要：随着"中国制造2025"和智能制造的大力推进,越来越多家具企业开始采用机器人进行打磨。提供一种机器人末端执行器的全自动快换装置,首先根据快换装置的使用要求和关键性能,进行快换装置结构设计;然后采用有限元仿真对快换结构的两个典型工况进行强度校核,结果表明最大Mises应力远小于材料许用应力,符合强度要求。该快换装置无需额外动力进行装配,且具有一定弹性,使机器人打磨家具时能更好地贴合打磨表面,提高打磨效果。

摘要：主轴架振动性能对砂带磨床加工质量具有重要的影响,论文采用多级优化方法对主轴架进行结构优化设计。基于变密度法对主轴架进行拓扑优化设计,获取主轴架最佳拓扑结构;采用自适应响应面法对主轴架详细模型进行板厚尺寸优化,得到主轴架的最终优化方案,并对优化前、后主轴架的模态和谐响应进行对比分析。研究结果表明:优化后主轴架的固有频率明显提高,优化后基频比优化前提高了4.61倍,有效避开了驱动电机的激振频率;优化后主轴架的谐响应最大变形明显减小,最大位移最大值仅为原来的1.18%~1.52%。因此主轴架优化结果对提高砂带磨床加工质量具有重要意义。

摘要：针对牵引杆的轻量化设计问题,提出了采用响应面法与有限元分析相结合的轻量化设计方法。利用多目标优化算法求解响应面法得到的拟合数学模型,然后利用有限元分析方法进行检验和优化。结果表明,轻量化设计后的牵引杆试验机质量为151.77kg,最大应力值为336.17MPa,满足预期目标,证明该轻量化设计方法的有效性。