考虑大应变的圆柱螺旋弹簧的稳定性计算

考虑大应变的圆柱螺旋弹簧的稳定性计算

一、圆柱形螺旋弹簧考虑大应变时的稳定性计算(论文文献综述)

权志桥[1](2021)在《智能工作面刮板输送机直线度FBG感知研究》文中指出刮板输送机作为智能开采工作面三机装备中的重要设备,不仅承担煤炭运输的重要作用,还约束了工作面三机的整体形态,是实现工作面“三直两平”的核心设备。刮板输送机自动调直是影响智能化开采顺利发展的关键难题之一,而直线度实时感知是解决这一难题的基础。目前我国对刮板输送机直线度感知主要依靠采煤机运动轨迹间接获取,无法直接对其进行实时感知,尚不能满足智能化工作面“三直两平”的工艺要求。另外,井下工作面开采环境复杂恶劣,导致工作面开采设备状态感知方面还存在诸多问题。本论文以智能工作面刮板输送机为研究对象,基于光纤光栅感知应用技术,以刮板输送机实时精确感知直线度为目标,开展复杂条件下刮板输送机直线度光纤智能实时感知技术研究,主要工作内容如下:(1)分析了刮板输送机的结构组成与不同工况下的运动特征,建立了基于三机约束的刮板输送机弯曲模型,推导了基于中部槽相对角度的位姿解算方程,在此基础上提出以中部槽张拉裂隙量反演刮板输送机直线度的实时感知方法;(2)分析了FBG的传感理论与传感特性,建立了表面粘贴FBG感知性能模型,得到了FBG应变与粘贴表面应变之间的误差修正关系,通过表面粘贴FBG与电阻应变片对比测试,验证了模型和修正关系的可靠性;试验对比分析了金属棒和尼龙棒为载体的变粘贴参数的FBG感知传递效应,优化研究了表面粘贴FBG的感知性能,提高了FBG应变感知率;(3)设计了基于等强度悬臂梁和弹性构件的表贴式FBG张拉裂隙传感器,推导了FBG特征参量-传感器感知参量之间的转换方程,仿真分析了不同载荷作用下等强度悬臂梁应力应变响应及弹性构件形变规律,室内标定测试了FBG张拉裂隙传感器的性能,测试结果表明FBG张拉裂隙传感器在设计量程范围内具有良好的线性响应和传感精度;(4)建立了刮板输送机中部槽角度实时感知模型,自主设计了刮板输送机直线度实时感知试验平台,实验测试了中部槽弯曲过程中FBG波长与中部槽角度的线性关系、FBG波长的蠕变性能及FBG波长变化量的误差。试验结果表明:FBG波长与角度的线性度达0.999,长时波长波动量小于3pm,波长变化量的误差在3%以内。提高了刮板输送机直线度感知精度,实现了刮板输送机直线度的实时感知,为三机整体形态调控、智能协同控制提供了研究基础与技术借鉴。该论文有图61幅,表12个,参考文献90篇。

孙延标[2](2020)在《单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟与实验研究》文中提出随着汽车轻量化的发展,对汽车零部件的综合性能提出了更高的要求。螺旋弹簧是减少车辆振动和冲击的重要部件,但是常规的金属螺旋弹簧质量大并且抗腐蚀性差,阻碍了汽车整体性能的提升。因此,聚合物基纤维增强复合材料螺旋弹簧因其具有优异的比刚度、比强度和良好的耐腐蚀性而受到广泛关注。本文利用有限元与实验测试结合的方法研究了单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧。通过有限元模拟分析出在弹簧线径为12 mm时其压缩性能达到最优时的弹簧中径尺寸和弹簧螺距尺寸,通过实验测试了该尺寸下螺旋弹簧的压缩性能并且与有限元仿真进行对比分析,又通过改变弹簧簧丝的结构以及往基体中加入纳米二氧化硅的方法对该尺寸下螺旋弹簧的压缩性能完成进一步优化。本文的具体研究内容如下:(1)以12 mm的弹簧线径为基准,建立了不同螺距、不同中径的螺旋弹簧模型,模拟了结构参数的变化对螺旋弹簧的压缩性能的影响。分析发现,随着复合材料螺旋弹簧的螺距的增加,弹簧的螺旋角度增加,相同的压缩载荷下轴向变形量越小,弹簧刚度呈线性增加。但是,当螺距大于42 mm时,弹簧簧丝的剪切强度安全系数小于临界值,发生横向失效。随着螺旋弹簧中径的减小,螺旋弹簧的弯矩和曲度系数减小,相同的载荷下其变形量越小,弹簧刚度呈指数增长。然而,当弹簧中径小于90 mm时,弹簧簧丝的剪切强度安全系数小于临界值,且簧丝纤维的拉伸Hashin失效准则值高于临界值,弹簧簧丝失效。所以,当弹簧中径为90 mm,弹簧螺距为42 mm时,线径为12 mm的单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧具有最优的压缩性能。同时,不同结构参数弹簧簧丝的横向剪切模量和轴向拉伸模量基本保持不变,说明改变弹簧中径和弹簧螺距不会对簧丝的模量产生影响。(2)基于有限元优化的结构参数,通过实验制作了单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧和螺旋弹簧簧丝棒材,分别分析了螺旋弹簧刚度、弹簧簧丝横向剪切应力应变关系和轴向拉伸应力应变关系,并且与有限元结果对比论证。通过施加与有限元相同压缩载荷,测试所得平均弹簧刚度和平均压缩位移分别为4.74N/mm和50.82 mm,与有限元结果相比其误差分别为11%和2.9%,且最大压缩量下螺旋弹簧无失效现象;弹簧簧丝在剪切力的作用下逐渐失效,但到达其轴向拉伸极限时表现为突然的脆断。弹簧簧丝平均剪切模量和平均拉伸模量分别为7.59 GPa和33.63 GPa,与有限元结果相比其误差分别为10.14%和2.88%。因此,本文对单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的压缩性能的仿真分析合理有效。(3)为了进一步提高复合材料螺旋弹簧的刚度,基于有限元分析优化的结构参数,借助仿生思想仿照了原胶原蛋白的独特结构,通过实验的方法分别制备了两股和四股纤维束相互编织的复合材料螺旋弹簧簧丝,测试得其螺旋弹簧的刚度分别为6.67 N/mm和7.46 N/mm,与未改变结构的单向纤维增强复合材料螺旋弹簧相比其刚度分别提高了37.81%和54.13%。但是,弹簧簧丝的交织点处存在应力集中和树脂富集现象,导致螺旋弹簧较容易出现裂纹,使其疲劳性能降低。为了在提高弹簧刚度的基础上改善复合材料螺旋弹簧的疲劳性能,又制备了添加纳米二氧化硅颗粒的玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧。当纳米二氧化硅的含量为0.4 wt%时,螺旋弹簧的压缩性能最佳,其弹簧刚度和疲劳性能比无纳米二氧化硅改性的螺旋弹簧分别高出52.1%和43.5%。性能的提高可归因于:纳米二氧化硅均匀的分布提高了纤维与基体的界面粘结性能,减小了纤维的自由度;同时,增加了复合材料内部的界面面积,促使了应力由基体向纳米二氧化硅颗粒的转移。

谢勇[3](2020)在《电阻形状记忆合金与磁流变联合传动装置分析与设计》文中进行了进一步梳理磁流变液与形状记忆合金都属于新型智能材料。其力学性能受外部因素(如热场或磁场等)进行连续控制。其突出的力学性能及其广阔的前景,促使了很多国内外学者对这两种材料及其应用器件进行了相关研究与分析。本文根据磁流变液在外部因素作用下产生的流变特性以及形状记忆合金在特定条件下的形状记忆效应,提出了电阻形状记忆合金与磁流变联合传动的方法,进行了关于该联合传动的传动机理、装置的传动结构、设计原理以及相关实验检测方法的探究,为研发出结构简单、响应速度快、运行可靠、易于自动控制、安全、环保、节能、使用寿命长的新型智能传动装置打下一定的基础,希望为推动形状记忆合金和磁流变液在传动工程领域的开发研究提供一种新的思路。论文的主要研究工作如下:1)介绍了形状记忆合金的热效应特性,介绍了磁流变液的组成和制备,磁流变效应机理,通过对磁流变液剪切屈服应力的研究,分析了影响剪切屈服应力的因素;探究了磁流变液粘度以及屈服应力随温度变化的关系。2)分析了电阻形状记忆合金与磁流变联合传动工作原理及工作过程,推导了热效应下形状记忆合金驱动的磁流变液与滑块摩擦联合传动的转矩方程,建立了联合传动转矩与磁场强度、温度、转速、材料特性、结构尺寸等参数之间的关系式。3)介绍了磁流变液的工作方式,并基于剪切模式下推导了筒式和盘式磁流变液传递的转矩方程,同时对本装置中摩擦滑块辅助传动进行了分析,并建立了数学模型,基于传动与制动联系,分析了制动装置制动的制动性能。4)基于电阻形状记忆合金与磁流变液联合传动装置的传动特点,分析了整个装置的传力性能,并推导了热效应下形状记忆合金驱动的磁流变液与滑块摩擦联合传动的转矩方程,建立了联合传动转矩与磁场强度、温度、转速、材料特性、结构尺寸等参数之间的关系式。5)基于联合传动的工作原理,对圆筒式和圆盘式磁流变传动部分以及电阻形状记忆合金弹簧辅助传动部分进行了设计与分析,利用有限元分析软件,明确了励磁线圈分布方式对装置的影响。6)进行了电阻形状记忆合金弹簧驱动力实验,通过对比分析理论值与实验值的数据,验证本文建立的电阻形状记忆合金弹簧驱动力模型的正确性;同时验证了本文所选用的磁流变液的传力性能以及所建磁流变液传动部分转矩方程的正确程度。

张润凯[4](2020)在《1mm厚6014铝合金板材电磁铆接成形工艺模拟及试验研究》文中研究说明电磁铆接技术作为电磁脉冲成形的一种重要成形工艺,能形成均匀干涉量、提高材料成形极限,被广泛地应用于航空航天和汽车等领域,成为近年来电磁成形的研究热点。铝合金作为轻量化重要材料,成形中存在氧化膜、受热软化、强度下降等缺点,随着自动化设备铝合金、镁合金等轻质材料的发展需求,因此对薄板铝合金的连接成形工艺提出更高的要求。鉴于此,本文采用6014铝合金铆钉对1 mm厚的同种材质的铝合金板材进行铆接,开展成形过程中电磁场、变形场的动态数值模拟,电磁铆接成形工艺试验以及成形件相关性能研究,为铝合金等材料的高速率连接工艺提供理论依据和指导。首先,开展铝合金板材电磁铆接工装设计及加工装配。本论文主要设计加工了线圈和铆接成形模具,成形模具包括驱动板、冲头、镦头上、下模具和弹簧等。其次,进行1 mm厚铝合金板材电磁铆接成形中电磁场和变形场动态模拟。通过Maxwell计算出电流,作为激励,模拟成形过程中放电电流、驱动板上感应电流、磁感应强度、电磁力大小和分布的规律。将电磁场仿真结果输送Workbench中,获得到成形过程中电磁铆接接头的变形场和应力场分布规律。结果显示:放电电流与电压成正比,衰减周期为0.7 ms;驱动板上电磁力最大位置集中在半径1/2~3/4处;峰值电磁力和电压的平方成正比,其中当放电电压为2 k V时,电磁力达97 k N;变形场中,通过干涉量对比发现,相对干涉量和电压成正比。进一步,开展1 mm铝合金板材电磁铆接成形工艺试验。基于数值模拟的研究,通过改变放电电压、预制孔径、钉杆的高度来获得不同工艺参数下的铆接成形件并进行镦头尺寸和干涉量的测量。研究发现:随着电压的增加,镦头的高度降低,直径逐渐变大,大于2 k V时镦头尺寸再无明显变化。铆接接头的干涉量随电压增大而增大;预制孔径对镦头尺寸影响较小,干涉量变化为先增大后减小,最大相对干涉量为3.2%;钉杆高度越大,镦头直径越大;通过试验及模拟所得镦头尺寸和相对干涉量的对比分析,平均相对误差为8.9%验证了模拟准确性。最后,研究1 mm厚铝合金电磁铆接成形件性能。通过对成形件拉伸疲劳性能、硬度及组织的分析研究,表明在电压为2 k V、板材预制孔径为6.3 mm、钉杆高度为14 mm工艺参数下,6014铝合金电磁铆接接头力学性能最好,此时抗剪强度为101 MPa,进而为薄板铝合金的电磁铆接成形工艺提供试验依据。

孟令健[5](2019)在《缠绕式光纤应变传感器开发及在道路工程中的应用》文中研究说明光纤传感器是一种伴随着光通信技术而发展起来的新型传感技术。与传统的力学传感技术相比,光纤传感器在面对恶劣的传感监测环境时具有显着的优点。在本研究中,为了提升光纤传感器量程,降低传感器成本,结合光时域反射技术,开发了以光纤螺旋缠绕调制结构为敏感元件的光纤应变传感器。形成了一整套由光纤敏感元件、封装结构、准分布式测量网络、信号解调算法组成的光纤传感系统。基于沥青混合料在碾压荷载作用下的动态压实有限元分析以及3D打印技术开发了适用于沥青路面变形监测的传感器。最后,通过压实实验验证了传感器的工作性能,获得了沥青混合料压实过程的实测数据。本文的主要内容及成果如下:(1)基于光纤宏弯曲损耗原理,研究了光纤螺旋缠绕结构对光纤光损耗系数的影响。使用Matlab软件开发了光时域反射仪数据文件处理程序,对测量信号的噪声分布以及去噪方法进行了分析研究,提升了传感信号的信噪比。通过数据分析及标定测试,分析了可能影响光纤缠绕结构传感性能的因素,为测量设备的参数设置提供了指导,提升了传感性能。(2)开发基于圆形橡胶棒的缠绕式光纤应变传感器原型。对光纤缠绕过程中的最优螺距、橡胶棒力学性能、传感器信号解调等问题进行了分析研究,验证了光纤螺旋缠绕结构的传感能力。对光纤缠绕式应变传感器的准分布式复用方法以及解调方法进行了研究,提升了传感器的测量范围,扩展了传感器的应用场景。(3)从本构模型出发,使用ABAQUS有限元软件对松散热态沥青混合料的动态压实过程进行模拟,获得了沥青混凝土路面压实过程的变形特性。根据沥青混合料压实变形的特点,对该传感器进行实用化定制,使用弹簧替换橡胶棒作为弹性基材,研发了沥青路面变形监测的传感器。使用理论计算、Matlab仿真、有限元分析等方法对影响传感器应变测量灵敏度的因素进行了分析,基于分析结果对弹簧的几何参数进行了优化,提升了传感器的灵敏度。(4)应用准分布式复用技术,搭建了包含3个传感节点的准分布式传感网络。使用准分布式传感器监测了车辙试件成型以及沥青混凝土路面坑洞的填筑击实过程中沥青混合料的变形。实验结果表明,三个传感器准确的测量到了沥青混合料的竖向变形随压实次数的增加而逐渐增加,最终趋于稳定的过程。证明本研究开发的传感器可以对沥青混合料压实过程进行监测。本研究通过对缠绕式光纤光损耗调制结构的研究,开发了一种新型光纤应变传感器,与商用光纤传感技术相比大大提升了应变传感量程,并且具有结构简单、成本低、易于定制的优点。基于该技术开发了沥青路面变形监测传感器,为解决沥青混凝土路面施工中压实次数难以控制、压实度不足等问题提供了一种新型的传感监测方法,为大量程光纤传感器的开发与应用提供了新的思路。

刘雅芸[6](2019)在《形状记忆环氧树脂及其复合材料的性能与应用研究》文中指出作为一种新型的智能材料,形状记忆环氧树脂具有比热塑性形状记忆聚合物更优异的力学性能,但在回复应力、性能调控、多重形状记忆效应和复杂变形结构制备等方面的不足制约了其发展和实际应用。本工作中,通过选择和设计基体材料、加工和制备纳米/微米复合材料、设计和构建多重形状记忆效应和复杂二维/三维结构,对具有高性能的形状记忆环氧树脂及其复合材料进行了系统的研究。主要内容和结论有:(1)设计和制备出具有高回复应力和宽性能调控范围的形状记忆环氧树脂。形状记忆效应作用机理的分析结果表明,体系的固化程度及其变化范围是实现优异形状记忆效应和性能调控的关键。选择酸酐固化成型的形状记忆环氧树脂,通过改变组分配比和分析固化动力学,实现了形状记忆开关温度(65-140 oC)和回复应力(3-24 MPa)大范围的调控,这种性能优于其他固化体系的报道结果。(2)合成了具有超高力学性能的形状记忆环氧树脂复合材料。形状记忆智能行为的实现通常需要温度的变化,此过程伴随着力学性能的骤降,过低的模量会使材料失去实际使用价值。通过添加碳纳米管、碳纤维等填料,制备了具有良好分散和界面性能的复合材料,使得力学刚度提高了1-3个数量级。机理研究也表明碳纳米管在基体中表现为“先滑移-后断裂”,延长了基体的破坏过程,实现了材料在高温下既增强又增韧的效果。具有适当长径比的碳纤维对裂纹的阻滞作用使裂纹扩展路径迂回曲折,大幅度地提高了力学性能。(3)设计和制备出具有多重形状记忆效应和复杂结构的形状记忆环氧树脂。形状记忆环氧树脂一直存在可回复应变小、成型结构简单、形状记忆效应单一等问题。通过宽的转变温度区间拼接、浇铸模具设计以及3D打印墨水的制备这三种方法,突破了传统的设计思路和加工工艺,分别获得了具有四重形状记忆效应和抓取、紧固功能的结构、具有高强且大形变的弹簧结构和驱动高温报警功能、可实现填料取向和优异形状记忆性能的4D打印形状记忆环氧树脂材料。以材料设计-结构构建-性能表征-应用探索的思路,揭示了材料的结构和性能之间的关系。

郭永昌[7](2019)在《大流量快响应安全阀设计理论与动态试验方法》文中提出液压支架是综采工作面的核心设备,与工作面围岩耦合为一个动态平衡系统,为综采工作面提供安全作业空间,其适应性和可靠性是决定工作面能否安全高效生产的关键因素之一。安全阀是液压支架重要元件之一,用来控制液压支架最大工作阻力。其性能好坏直接影响支架安全系数,影响支架支护能力的发挥。随着我国矿井使用大采高、大工作阻力支架的比率越来越高,立柱的缸径也越来越大,同时煤炭开采强度、开采深度的增加和开采条件的恶化,液压支架液压系统压力和流量的不断增加(压力37.5MPa,流量2000L/min),对液压支架立柱及安全阀系统的要求也越来越高。通过对回采工作面上覆岩层结构及移动规律的分析,基于砌体梁理论、S-R稳定性理论和关键层理论分析液压支架与围岩的耦合作用机理,分析了回采工作面矿压显现的一般规律,阐明了工作面初次来压和周期来压时的砌体梁稳定结构失稳时液压支架的受力情况,得到回采工作面来压期间液压支架的受力来自于回采工作面直接顶的重量和基本顶岩块破断失稳通过直接顶对液压支架的冲击载荷。并给出了初次来压和周期来压时液压支架承受的静载荷和冲击动载荷计算方法。液压支架承受的载荷主要作用在立柱上,通过理论计算和计算机仿真得到冲击载荷下双伸缩立柱的动力学特性,为立柱的设计与校核提供依据。根据液压支架与围岩的耦合作用机理及液压支架承受的载荷情况,提出了一种新型的基于蓄能器和气体爆炸组合加载的动静组合加载高压大流量安全阀试验方法(其中蓄能器加载模拟静载荷,气体爆炸模拟冲击动载荷),通过设计了试验装置各部件及动态测试系统,搭建了高压大流量安全阀试验装置。研究了爆炸缸内(顶部中央点火圆柱形封闭容器)预混气体的爆炸特性为下一步安全阀试验时混合气体的爆炸压力和体积分数的选择提供了一定依据。结果表明:预混气体的最大爆炸压力pmax、最大爆炸压力上升速度(dp/dt)max和爆炸指数KG与初始压力p0之间有严格的线性关系。通过选择不同的爆炸前初始压力和气体体积分数变可以得到不同的冲击动载荷,来模拟回采工作面不同的来压载荷。在分析对液压支架安全阀的基本要求的基础上,理论和计算机仿真研究了现在煤矿常用的1000L/min直动机械弹簧式安全阀的静动态特性和流动特性。结果显示:不论直动式安全阀阀芯开口度大小,安全阀的很大一部分流量都是从第一和第二排溢流孔处溢流;不论阀芯开口度的大小,直动式安全阀的最大流速均在第一排溢流孔处;在阀芯不同开口度下,安全阀溢流时均产生了负压区。基于1000L/min直动式安全阀的不足,开发了两种新型结构安全阀。其中充气式安全阀采用高压氮气为气体弹簧,并设计出了可靠的气体密封装置;两级安全阀的先导级采用目前煤矿成熟的100L/min安全阀,而主阀芯采用锥形结构,两级安全阀提供了适合于回采工作面安全阀工况的两种情况,即工作面正常推进时的小流量状况和工作面来压时的大流量状况。并制造了用于试验的样机。采用研制的高压大流量安全阀试验装置对三种结构高压大流量安全阀进行冲击特性试验并得到了一系列的结论。结果表明:在给定的试验条件下,三种安全阀都能很好的工作,且压力超调量几乎一致;气体安全阀的开启时间最短,平均为0.277s,直动式安全阀的开启时间次之,平均为0.288s,两级安全阀的开启时间最长,平均为0.2949s;在超调量几乎一致的情况下,充气式安全阀的卸载能力最强,试验过程中共卸载掉乳化液平均约为15.895L,直动式安全阀阀的卸载能力次之,卸载掉的乳化液平均为10.814L,两级安全阀的卸载能力最差,卸载掉的乳化液平均仅为3.928L。综合来看。充气式安全阀的性能最好,直动式安全阀的次之,两级安全阀的性能最差。

李琪琪[8](2017)在《内置弹簧金属C形环密封性能仿真分析与优化》文中研究表明随着现在生产工业的快速发展和先进技术的提高,机械设备工作环境也越来越多样和苛刻,如高温、低温、高压、强腐蚀等。密封装置作为整个设备的关键部位之一,其密封性能好坏决定着工业设备安全可靠运行和长期使用。目前,工业上大多在较特殊和极端工作环境下使用金属密封环,而新型内置弹簧金属C形密封环因为具有密封效果好、良好的回弹性能和适应温度压力波动能力强等特性,在重要的核电等一些工业领域得到应用。但是此类密封环在国内的发展时间则较短、相关的研究较少。因此,有必要对有很大应用前景的该类型密封环的密封性能等做深入的研究和更多的应用领域开发。本论文就是针对该型密封环在航天领域的应用开发进行的仿真分析和试验研究,具体研究内容如下:首先,在查阅大量文献基础上,了解了新型内置弹簧金属C形密封环的基本结构、密封原理,国内外研究现状及进展等。其结构上主要由内层圆柱形螺旋弹簧基体、硬金属合金包覆层和软金属外包层三部分组成,密封机理上类似于一般的金属C形环和金属O形环,主要为线接触密封,加强弹簧起到增加密封环回弹性能的有益作用。同时,展开了该型密封环的压缩-回弹性能研究。针对具体研究应用条件,参照已有的研究方法,采用ANSYS有限元分析软件建立了小直径的弹簧金属C形环三维仿真模型,完成了分析计算,并进一步完成了同等条件的金属O形密封环的性能对比分析。其次,利用有限元软件ANSYS对弹簧金属C形密封环的密封性能和力学性能的主要影响因数做进一步数值分析和研究。具体探讨了密封环压缩率、合金包覆层厚度、软金属外包银层厚度、密封环开口宽度、弹簧丝直径、弹簧匝外径、工作压力以及密封槽间隙等参数对密封环压缩-回弹性能的影响,从而确定一定条件下相关参数的合理取值范围。另外,使用ANSYS优化模块完成弹簧金属C形密封环结构优化设计,从而得到一定使用条件下的最优结构尺寸参数。为提高金属C形密封环系列化分析设计效率,减轻设计人员的工作量,开发完成了内置弹簧金属C形密封环分析计算软件,软件主要由模型参数输入、ANSYS调用计算和形成计算说明书等三部分组成。最后,完成了弹簧金属C形密封环的压缩-回弹性能实验和密封泄漏试验。对比实验结果和有限元模拟分析结果,两者比较吻合,从而验证了仿真模型是合理的、可靠的,实验结果表明金属C形密封环具有良好的回弹性能和密封性能。

蔡亮[9](2017)在《剪切增稠胶力学性能及非线性弹簧研究》文中研究说明剪切增稠胶(Shear Thickening Gel,STG)是一种类似橡皮泥的非晶线性聚合物。在低应变速率下,表现出流体特性;受到冲击时,迅速变硬,表现出固体特性;并且冲击过后可恢复到初始状态。由于STG在液-固转换过程中吸收大量的能量,因此被广泛用于减震、防护领域。目前针对STG力学性能表征和性能改善的研究尚处于初级阶段,特别的对其能量吸收能力与其力学性能对应关系的认识还不够透彻。本论文首先采用流变仪探究STG在剪切模式下的力学参数随剪切应变幅值、激励频率变化关系,分析粘弹性与能量吸收能力的相关性。其次通过无机粒子掺杂,分析不同粒子改性后STG力学性能,得到性能优异的STG。最后,运用力学性能改善后的STG,设计得到阻尼、刚度自我协调的非线性弹簧。本文针对剪切模式STG流变性能和非线性弹簧关键问题展开研究,对于评价STG、理解STG微观结构变化以及STG的应用研究具有十分重要意义。本论文主要研究成果如下:1)纯STG采用大振幅振荡剪切(LAOS)实验,界定其材料线性、非线性区域,分析粘弹性能与能量吸收能力的相关性。由应变扫描及其相应的应力-应变曲线分析表明剪切应变幅值2%为STG线性到非线性转变临界应变点。STG由类液态变为类固态,临界转换频率为7Hz,在液固转换区域STG具有优异的能量吸收能力。2)采用无机粒子(CaCO3、SiC、ZrO2)对STG力学性能改性。测试相同粒子不同质量分数、相同质量分数不同粒子剪切模式下力学性能,对模量变化、损耗因数、复合粘度变化及其相应的应力-应变曲线分析,表明CaCO3在力学性能改善方面具有显着优势。3)基于STG设计出非线弹簧具有自适应变刚度、变阻尼特性,在单轴压缩测试条件下STG非线性弹簧最大刚度为7N/mm。在频率为10Hz动态测试条件下STG非线性弹簧最大刚度达到98N/mm是单轴压缩下测试时14倍。随着频率增加,迟滞回线形状也越来越饱满,具有很强自我协调特性。为了将STG更好用于减震防护领域,对STG线性、非线性界定,在非线性区域时STG内部组织结构破坏,在工程应用中需避免。设计STG非线性弹簧在轻微振动条件下有很好的柔性性能,剧烈振动条件下有很好的变刚度特性,进一步推动STG实用化发展。

刘丽文[10](2014)在《麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计》文中认为侧载螺旋弹簧对于解决麦弗逊悬架减震器上端安装点处的侧向载荷及保证乘车舒适性问题至关重要,但其作为德国的一种专利产品,在国内尚未确立完善的设计计算方法。因此本文基于此问题在ANSYS有限元分析软件上实现了麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧的计算机辅助设计,即侧载螺旋弹簧的参数化建模及优化,并利用VisualBasic语言对ANSYS软件进行二次开发,在减轻侧载螺旋弹簧设计计算工作量的同时为ANSYS软件的使用者提供便利。首先,简述麦弗逊式悬架的结构形式并对悬架系统进行受力分析,发现麦弗逊式悬架中的侧向载荷对减震器活塞杆会造成损害,而普通圆柱螺旋弹簧作为弹性元件又难以缓冲此种侧向载荷。通过对比国内外在此问题上的多种解决方案,判断出以侧载螺旋弹簧替代普通圆柱形螺旋弹簧的可行性并决定以侧载螺旋弹簧作为本文研究对象。其次,在有限元分析软件ANSYS中利用APDL参数化设计语言实现参数化的侧载螺旋弹簧优化设计全过程,其中包括参数化建模、加载求解、后处理及优化。同时考虑到侧载螺旋弹簧的复杂结构形式必然造成该弹簧有限元分析过程及后续优化过程的计算规模庞大和耗用时间过长等问题,因此对划分网格的选取进行了必要的研究。最后,利用VB软件所能提供的可视化的参数输入界面,结合已编写的螺旋弹簧有限元分析APDL命令流文件,通过在可视化界面上输入特定的参数值及点击相应的按钮,自动完成螺旋弹簧的有限元分析全过程。之后,在VB软件的结果后处理界面提取ANSYS软件的计算结果数据,得到最优设计参数。此程序适用于分析不同结构参数,不同加载状况下的多种设计方案,极大的提升分析效率,降低分析成本,具有工程实际意义。

二、圆柱形螺旋弹簧考虑大应变时的稳定性计算(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、圆柱形螺旋弹簧考虑大应变时的稳定性计算(论文提纲范文)

(1)智能工作面刮板输送机直线度FBG感知研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
2 刮板输送机位姿模型与直线度实时感知方法
    2.1 刮板输送机组成与运动原理
    2.2 刮板输送机运行姿态分析
    2.3 刮板输送机位姿模型与解算
    2.4 刮板输送机直线度实时感知方法
    2.5 本章小结
3 表面粘贴FBG感知性能的优化研究
    3.1 FBG传感理论及特性
    3.2 表面粘贴FBG感知模型及试验分析
    3.3 表面粘贴FBG的优化试验研究
    3.4 本章小结
4 刮板输送机直线度FBG张拉裂隙传感器研发
    4.1 FBG张拉裂隙传感器原理及结构设计
    4.2 等强度悬臂梁性能研究
    4.3 弹性构件性能研究
    4.4 FBG张拉裂隙传感器标定测试
    4.5 本章小结
5 刮板输送机直线度实时感知试验研究
    5.1 刮板输送机直线度试验平台搭建
    5.2 刮板输送机直线度试验测试
    5.3 工程应用分析
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(2)单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟与实验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 汽车轻量化现状
        1.1.2 复合材料概述
    1.2 螺旋弹簧的研究现状
        1.2.1 金属螺旋弹簧的研究现状
        1.2.2 复合材料螺旋弹簧的研究现状
    1.3 本文的研究内容
第2章 复合材料各向异性弹性力学基础
    2.1 引言
    2.2 各向异性弹性力学基本方程
        2.2.1 单弹性对称面的材料
        2.2.2 正交各向异性材料
        2.2.3 横观各向同性材料
        2.2.4 单向层压复合材料弹性常数计算
    2.3 圆形截面材料圆柱形螺旋弹簧的受力分析
    2.4 圆柱形螺旋弹簧刚度理论
    2.5 本章小结
第3章 单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟
    3.1 引言
    3.2 复合材料螺旋弹簧的结构
    3.3 有限元模型的建立
        3.3.1 弹性常数的输入
        3.3.2 单元网格划分
        3.3.3 边界条件的设定
    3.4 不同螺距螺旋弹簧的仿真分析
        3.4.1 不同螺距螺旋弹簧的有限元模型
        3.4.2 螺距对螺旋弹簧刚度的影响
        3.4.3 不同螺距弹簧簧丝横向应力-应变分析
        3.4.4 不同螺距弹簧簧丝轴向应力-应变分析
        3.4.5 不同螺距弹簧簧丝轴向的失效判断
    3.5 不同中径螺旋弹簧的有限元分析
        3.5.1 不同中径螺旋弹簧的有限元模型
        3.5.2 中径对复合材料螺旋弹簧刚度的影响
        3.5.3 不同中径弹簧簧丝横向应力-应变分析
        3.5.4 不同中径弹簧簧丝轴向应力-应变分析
        3.5.5 不同中径弹簧簧丝轴向的失效判断
    3.6 螺旋弹簧结构参数交互作用
    3.7 本章小结
第4章 单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的性能测试
    4.1 引言
    4.2 实验材料
    4.3 试样的制备
    4.4 纤维体积分数的计算
    4.5 螺旋弹簧压缩性能测试
    4.6 螺旋弹簧的刚度分析
    4.7 最大压缩量下弹簧性能分析
    4.8 螺旋弹簧簧丝横向剪切测试
    4.9 螺旋弹簧横向剪切应力-应变分析
    4.10 螺旋弹簧簧丝轴向的拉伸测试
    4.11 螺旋弹簧簧丝轴向应力-应变分析
    4.12 拉伸断口的微观分析
    4.13 本章小结
第5章 单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的性能提升
    5.1 引言
    5.2 仿生簧丝结构簧螺旋弹簧的性能分析
        5.2.1 仿生结构
        5.2.2 复合材料螺旋弹簧的制作
        5.2.3 实验样件与测试
        5.2.4 压缩性能分析
        5.2.5 复合材料螺旋弹簧的失效模式
    5.3 添加纳米二氧化硅螺旋弹簧的性能分析
        5.3.1 实验材料
        5.3.2 试样制备
        5.3.3 试验样件与测试
        5.3.4 螺旋弹簧的刚度分析
        5.3.5 螺旋弹簧的疲劳分析
        5.3.6 微观界面分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间取得的主要成果
致谢

(3)电阻形状记忆合金与磁流变联合传动装置分析与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文选题来源及意义
    1.2 磁流变液的研究现状
        1.2.1 磁流变液的特点
        1.2.2 磁流变液的应用
    1.3 形状记忆合金的研究现状
        1.3.1 形状记忆合金材料的特点
        1.3.2 形状记忆合金的应用
    1.4 磁流变液与形状记忆合金的联合传动应用与研究现状
    1.5 本文研究的主要内容
2 形状记忆合金与磁流变液材料特性
    2.1 引言
    2.2 形状记忆合金材料特性分析
        2.2.1 形状记忆合金的本构模型
        2.2.2 超弹性效应的特点
        2.2.3 形状记忆效应的特点
    2.3 磁流变液的特性分析
        2.3.1 磁流变液的成分
        2.3.2 磁流变液的制备过程
        2.3.3 磁流变效应机理
        2.3.4 磁流变液屈服应力分析
        2.3.5 磁流变液宏观本构模型
        2.3.6 温度对磁流变液的影响
    2.4 本章小结
3 电阻形状记忆合金与磁流变联合传动理论分析
    3.1 引言
    3.2 联合传动的工作原理
    3.3 形状记忆合金辅助传动弹簧分析
    3.4 磁流变液传动分析
        3.4.1 磁流变液传动模型
        3.4.2 圆筒式磁流变液传动分析
        3.4.3 圆盘式磁流变液传动分析
    3.5 摩擦滑块传动分析
    3.6 电阻形状记忆合金与磁流变联合传动转矩分析
    3.7 制动装置制动性能分析
    3.8 本章小结
4 电阻形状记忆合金与磁流变联合传动装置设计
    4.1 引言
    4.2 联合传动装置结构设计
    4.3 磁流变液传动部分几何尺寸设计
    4.4 形状记忆合金驱动位移弹簧与压力弹簧设计
        4.4.1 驱动位移弹簧设计
        4.4.2 电阻形状记忆合金压力弹簧设计
    4.5 圆筒式磁流变液磁路设计和分析
    4.6 传动装置有限元分析
        4.6.1 电流密度与装置材料选取
        4.6.2 有限元分析
        4.6.3 线圈分布方式对磁路的影响
    4.7 本章小结
5 电阻形状记忆合金弹簧与筒式磁流变液传动实验研究
    5.1 引言
    5.2 电阻形状记忆合金弹簧力学性能实验
    5.3 圆筒式磁流变液传动装置性能实验
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(4)1mm厚6014铝合金板材电磁铆接成形工艺模拟及试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 电磁成形技术概况
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 电磁成形机理的研究
        1.3.2 电磁成形装置
        1.3.3 电磁成形数值模拟
        1.3.4 电磁成形工艺应用
    1.4 本课题来源及主要研究内容
第二章 1mm厚6014铝合金电磁铆接成形工装设计及装配
    2.1 引言
    2.2 铆接成形机构的整体设计
    2.3 镦头模具设计
    2.4 其他重要零部件设计
        2.4.1 成形线圈和驱动板设计
        2.4.2 弹簧设计
    2.5 成形机构的装配
    2.6 本章小结
第三章 1mm厚6014铝合金电磁铆接过程中电磁场模拟研究
    3.1 理论分析基础
        3.1.1 电磁场基本理论
        3.1.2 磁场力及放电能量分析
    3.2 电磁场有限元模型的建立
        3.2.1 外载电路分析模型
        3.2.2 电磁场分析模型建立
    3.3 电磁场模拟结果分析
        3.3.1 不同电压下放电电流
        3.3.2 驱动板上电磁力分布
    3.4 本章小结
第四章 1mm厚6014铝合金电磁铆接过程中铆钉变形模拟研究
    4.1 电磁铆接变形理论基础
        4.1.1 塑性流动
        4.1.2 Johnson-Cook本构模型
        4.1.3 绝热温升
    4.2 电磁铆接变形场分析模型
    4.3 电磁铆接成形过程结果分析
        4.3.1 不同孔径下变形场分析
        4.3.2 不同高度下变形场分析
        4.3.3 不同电压下变形场分析
    4.4 本章小结
第五章 1mm厚6014铝合金不同工艺参数下电磁铆接成形试验
    5.1 电磁铆接成形试验条件
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 试验设备及模具
        5.1.3 铆接成形件性能测试设备
    5.2 不同电压下电磁脉冲铆接成形
        5.2.1 成形试样尺寸分析
        5.2.2 成形试样干涉量分析
        5.2.3 铆接接头形貌分析
    5.3 不同预制孔径下电磁铆接成形
    5.4 不同钉杆高度下电磁铆接成形
    5.5 试验与模拟结果对比分析
    5.6 本章小结
第六章 1mm厚6014铝合金电磁铆接成形件接头的性能分析
    6.1 不同电压下铆接成形件接头的研究
        6.1.1 铆接接头形貌分析
        6.1.2 铆接接头显微硬度分析
        6.1.3 铆接接头拉伸剪切性能分析
        6.1.4 铆接接头拉伸断口分析
        6.1.5 不同电压下铆接接头疲劳性能分析
    6.2 不同预制孔径下铆接接头分析
        6.2.1 拉伸性能分析
        6.2.2 疲劳性能分析
    6.3 不同钉杆高度铆接接头性能分析
    6.4 本章小结
第七章 结论及展望
参考文献
在学期间取得的科研成果和科研情况说明
致谢

(5)缠绕式光纤应变传感器开发及在道路工程中的应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 选题背景与研究内容
    1.1 选题背景
    1.2 研究意义
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
2 文献综述
    2.1 光纤传感器研究现状
        2.1.1 光纤传感的基本原理
        2.1.2 当前主要的光纤传感技术
    2.2 土木工程领域光纤传感器应用研究现状
    2.3 道路工程领域光纤传感器应用研究现状
    2.4 沥青混凝土材料成型机理与监检测技术研究
        2.4.1 沥青混凝土压实控制技术研究
        2.4.2 沥青混凝土路面动态压实模拟研究
        2.4.3 沥青混凝土压实过程监检测技术研究现状
3 光纤螺旋缠绕结构损耗敏感机理研究
    3.1 光纤中的光衰减与强度调制型光纤传感器研究现状
    3.2 光纤螺旋缠绕结构对光损耗的影响分析
    3.3 光时域反射测量技术及数据处理算法
        3.3.1 光时域反射仪及数据解调算法
        3.3.2 OTDR测试曲线噪声分析及去噪处理
    3.4 光纤缠绕调制试验与结果分析
    3.5 本章小结
4 缠绕式光纤应变传感器原型的开发与测试
    4.1 缠绕式光纤应变传感器的开发
        4.1.1 橡胶棒材料测试
        4.1.2 最优缠绕螺距
        4.1.3 传感器的制作与加持结构测试
    4.2 缠绕式光纤应变传感器性能测试与数据分析
    4.3 缠绕式光纤应变传感器影响因素研究
        4.3.1 光时域反射仪的测量参数影响
        4.3.2 传感器几何结构的影响
        4.3.3 环境温度对缠绕式光纤应变传感系统的影响
    4.4 缠绕式光纤应变传感器的准分布式复用研究
        4.4.1 准分布式复用原理
        4.4.2 传感器标定测试与数据分析
    4.5 本章小结
5 基于缠绕光纤传感技术的沥青路面变形监测传感器开发
    5.1 沥青混凝土动态压实有限元模拟
        5.1.1 松散热态沥青混合料本构模型
        5.1.2 沥青混凝土动态压实有限元模型的建立
        5.1.3 沥青混凝土动态压实模拟结果
    5.2 沥青路面变形监测传感器调制结构开发
        5.2.1 基于弹簧的光纤弯曲调制结构
        5.2.2 标定实验及数据处理
    5.3 沥青路面变形监测传感器的设计优化
        5.3.1 弹簧变形状态下的几何参数变化规律
        5.3.2 缠绕式光纤应变传感器灵敏度理论推导与优化
        5.3.3 优化后的传感器标定测试
    5.4 本章小结
6 沥青路面变形监测传感器封装结构开发与应用测试
    6.1 沥青路面变形监测传感器封装结构开发
        6.1.1 传感器核心封装结构设计
        6.1.2 传感器与路面协同变形有限元分析及改进
        6.1.3 传感器底座结构验算及优化
        6.1.4 传感器的组装及连接光纤保护结构设计
        6.1.5 传感器准分布式测量系统的构建
    6.2 沥青混凝土车辙试件成型压实测试
        6.2.1 测试条件及过程
        6.2.2 数据处理及结果分析
        6.2.3 传感器完整性检查
    6.3 实际路面压实测试
        6.3.1 测试条件及过程
        6.3.2 数据处理及结果分析
    6.4 本章小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 论文主要创新点
    7.3 展望
参考文献
附录A “.sor”数据文件提取转换为“.mat”文件程序
附录B 非反射事件损耗值计算程序
附录C 圆柱形弹簧变形模拟后处理python程序
附录D 弹簧簧丝长度计算程序
附录E 缠绕式光纤应变传感器灵敏度计算程序
附录F 沥青混合料粘弹性松弛模量prony拟合程序
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(6)形状记忆环氧树脂及其复合材料的性能与应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 形状记忆效应
        1.2.2 形状记忆材料和环氧树脂的研究进展
        1.2.3 形状记忆环氧树脂的形状记忆性能
        1.2.4 形状记忆环氧树脂的力学性能
        1.2.5 形状记忆环氧树脂的应用研究
    1.3 选题依据
    1.4 研究思路和主要内容
    1.5 主要创新点
第2章 形状记忆环氧树脂及其复合材料的制备工艺与表征方法
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 基体材料
        2.2.2 填料
    2.3 材料的制备
        2.3.1 形状记忆环氧树脂基体的制备
        2.3.2 形状记忆环氧树脂纳米复合材料的制备
        2.3.3 非连续填料增强形状记忆环氧树脂复合材料的制备
        2.3.4 连续填料增强形状记忆环氧树脂复合材料的制备
    2.4 材料的表征
        2.4.1 实验仪器
        2.4.2 结构性能表征
        2.4.3 热学性能表征
        2.4.4 力学性能表征
        2.4.5 形状记忆性能表征
    2.5 小结
第3章 形状记忆环氧树脂基体的选择和设计
    3.1 引言
    3.2 基体材料的选择
    3.3 形状记忆环氧树脂的结构表征
    3.4 形状记忆环氧树脂的固化动力学和相变
    3.5 形状记忆环氧树脂的力学和形状记忆性能
    3.6 形状记忆环氧树脂材料的应用
    3.7 小结
第4章 形状记忆环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料
    4.1 引言
    4.2 碳纳米管的分散状态
    4.3 纳米复合材料的力学性能
    4.4 纳米复合材料的形状记忆性能
    4.5 小结
第5章 具有超高刚度的碳纤维增强形状记忆环氧树脂复合材料
    5.1 引言
    5.2 非连续系统填料的含量选择和分散状态
    5.3 非连续填料系统复合材料的力学性能和增强机理
    5.4 非连续填料系统复合材料的形状记忆性能
    5.5 连续填料系统复合材料的超强力学性能和形状记忆表现
    5.6 高强形状记忆环氧树脂复合材料扇叶的应用探索
    5.7 小结
第6章 形状记忆环氧树脂复杂结构的构建及其功能性研究
    6.1 引言
    6.2 形状记忆环氧树脂的多重形状记忆效应
    6.3 形状记忆环氧树脂及其复合材料弹簧
        6.3.1 弹簧的制备和性能表征
        6.3.2 弹簧在高温自动报警装置中的应用
    6.4 形状记忆环氧树脂及其复合材料的4D打印
        6.4.1 可打印墨水的制备
        6.4.2 直写式打印技术
        6.4.3 打印机理和打印性能
    6.5 小结
第7章 结论
    7.1 论文主要结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录
    1.个人简历
    2.在学期间研究成果
    3.博士期间参加学术会议
    4.博士期间获得的荣誉和奖励
    5.科研项目经历

(7)大流量快响应安全阀设计理论与动态试验方法(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 安全阀国内外研究动态
        1.2.1 安全阀国外研究动态
        1.2.2 安全阀国内研究动态
    1.3 安全阀试验装置国内外研究动态
        1.3.1 安全阀试验装置国外研究动态
        1.3.2 安全阀试验装置国内研究动态
    1.4 主要研究内容
第二章 液压支架负载特性分析
    2.1 引言
    2.2 液压支架载荷的研究现状及重要性
    2.3 液压支架与围岩耦合机理
        2.3.1 回采工作面矿压显现一般规律
        2.3.2 液压支架与围岩耦合刚度分析
    2.4 液压支架负载分类分析
    2.5 液压支架双伸缩立柱动力学
        2.5.1 双伸缩立柱2 倍额定载荷静态分析
        2.5.2 冲击载荷下双伸缩立柱的动力学分析
    2.6 工作面来压时液压支架的载荷分析
        2.6.1 回采工作面来压时液压支架承受的静载荷分析
        2.6.2 回采工作面来压时液压支架承受的动载荷分析
    2.7 本章小结
第三章 液压支架安全阀试验加载方法与试验装置研究
    3.1 引言
    3.2 大流量安全阀动静组合加载试验方法分析
    3.3 爆炸缸受限空间预混气体爆炸特征研究
        3.3.1 预混气体的最大爆炸压力(p_(max))
        3.3.2 预混气体的爆炸时间θ_(max)
        3.3.3 预混气体的最大爆炸上升速率(dp/dt)_(max)和爆炸指数K_G
    3.4 动静组合加载大流量安全阀试验装置设计
        3.4.1 动静组合加载安全阀试验装置结构参数设计
        3.4.2 大流量安全阀试验装置结构强度研究
        3.4.3 大流量安全阀试验装置动态测试系统设计
    3.5 高压大流量安全阀试验装置
    3.6 本章小结
第四章 液压支架用大流量快响应安全阀研究
    4.1 引言
    4.2 对液压立柱安全阀的基本要求
    4.3 直动式安全阀
        4.3.1 直动式安全阀几何尺寸
        4.3.2 直动式安全阀特性分析
        4.3.3 直动式安全阀流场分析
    4.4 充气式安全阀
        4.4.1 充气式安全阀性能参数要求
        4.4.2 充气式安全阀结构参数设计
        4.4.3 充气式安全阀特性分析
        4.4.4 充气式安全阀流动特性分析
    4.5 两级大流量安全阀
        4.5.1 两级大流量安全阀的工作原理和结构
        4.5.2 两级大流量安全阀性能参数要求
        4.5.3 两级大流量安全阀结构参数设计
        4.5.4 两级大流量安全阀特性分析
        4.5.5 两级大流量安全阀流动特性分析
    4.6 本章小结
第五章 高压大流量安全阀试验研究
    5.1 引言
    5.2 高压大流量安全阀试验流程
    5.3 直动式安全阀动态特性试验和流场可视化
    5.4 三种安全阀动态特性试验
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 下一步工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的科研成果

(8)内置弹簧金属C形环密封性能仿真分析与优化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究背景
    1.2 内置弹簧金属C形环国内外应用及研究现状
        1.2.1 金属密封环技术概述
        1.2.2 内置弹簧金属C形环的研究现状
    1.3 课题研究的目的和意义
    1.4 课题研究的主要内容
第二章 压缩-回弹性能仿真分析
    2.1 基本结构
    2.2 密封机理
    2.3 内置弹簧金属C形环的有限元分析
        2.3.1 有限元分析模型
        2.3.2 材料模型选取
        2.3.3 接触设置与单元选择
        2.3.4 网格划分
        2.3.5 边界条件和施加载荷
        2.3.6 有限元结果分析
    2.4 内置弹簧金属C形环和金属O形环对比分析
        2.4.1 建立有限元模型
        2.4.2 压缩回弹性能比较
        2.4.3 接触应力分布比较
    2.5 本章小结
第三章 密封性能参数化分析
    3.1 压缩率的影响
    3.2 合金包覆层厚度的影响
    3.3 软金属外包银层厚度的影响
    3.4 密封环开口宽度的影响
    3.5 弹簧丝直径的影响
    3.6 弹簧匝外径的影响
    3.7 工作压力的影响
    3.8 密封槽间隙的影响
    3.9 本章小结
第四章 内置弹簧金属C形环的实验研究
    4.1 压缩回弹性能实验
        4.1.1 实验试件
        4.1.2 实验设备
        4.1.3 实验步骤
        4.1.4 实验数据处理
    4.2 泄漏实验
        4.2.1 实验设备
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 实验数据处理
    4.3 本章小结
第五章 内置弹簧金属C形环的优化设计及计算软件开发
    5.1 优化设计
        5.1.1 基本概念
        5.1.2 优化设计理论
    5.2 内置弹簧金属C形环结构优化
        5.2.1 优化分析模型
        5.2.2 优化分析结果
    5.3 计算软件背景及原理
    5.4 内置弹簧金属C形环结构计算软件介绍
        5.4.1 文件操作
        5.4.2 ANSYS设置
        5.4.3 输入模型参数
        5.4.4 有限元计算
        5.4.5 查看计算结果
        5.4.6 形成计算说明书
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本论文的主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
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(9)剪切增稠胶力学性能及非线性弹簧研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 剪切增稠材料研究现状
        1.2.1 剪切增稠液研究现状
        1.2.2 剪切增稠胶研究现状
    1.3 螺旋弹簧研究现状
    1.4 课题提出及研究内容
        1.4.1 课题提出
        1.4.2 研究内容
第2章 纯剪切增稠胶流变性能表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 STG制备
        2.2.2 仪器与表征
    2.3 纯STG在剪切模式下流变性能
        2.3.1 线性、非线性粘弹性测试原理
        2.3.2 LAOS测试方法
        2.3.3 线性、非线性粘弹性判定
        2.3.4 粘弹性分析
    2.4 本章小结
第3章 无机粒子改性分析
    3.1 引言
    3.2 无机粒子增韧理论
    3.3 实验部分
    3.4 测试结果与分析
        3.4.1 碳酸钙粒子改性分析
        3.4.2 二氧化锆粒子改性
        3.4.3 碳化硅粒子改性分析
        3.4.4 三种粒子改善性能综合分析
    3.5 本章小结
第4章 STG非线性弹簧特性
    4.1 引言
    4.2 基于STG非线性弹簧
        4.2.1 螺旋弹簧设计
        4.2.2 螺旋弹簧制备
    4.3 STG非线性弹簧性能测试
        4.3.1 单轴压缩测试
        4.3.2 动态压缩测试
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果

(10)麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 简述麦弗逊式悬架的结构及特点
    1.2 侧向载荷解决方案
    1.3 本课题研究重点
第2章 侧载螺旋弹簧设计理论
    2.1 麦弗逊式悬架静力学分析
    2.2 侧载螺旋弹簧的结构原理及工作原理
    2.3 建立螺旋弹簧参数化模型
        2.3.1 侧载螺旋弹簧结构的逆向分析
        2.3.2 普通圆柱形螺旋弹簧的参数化建模
        2.3.3 侧载螺旋弹簧的参数化建模
    2.4 本章小结
第3章 侧载螺旋弹簧的有限元分析
    3.1 圆柱形螺旋弹簧的理论计算
        3.1.1 螺旋弹簧横截面上的受力分析
        3.1.2 密圈螺旋弹簧最大剪应力与刚度计算
    3.2 圆柱形螺旋弹簧的有限元分析
        3.2.1 解析模型
        3.2.2 解析结果与考察
    3.3 侧载螺旋弹簧的有限元分析
        3.3.1 有限元模型建立
        3.3.2 加载求解
        3.3.3 仿真结果分析
        3.3.4 弹簧座中的支反力
    3.4 侧载螺旋弹簧的优化设计
        3.4.1 ADAMS/CAR 悬架转向系统运动学仿真
        3.4.2 侧载螺旋弹簧的优化
    3.5 本章小结
第4章 侧载螺旋弹簧有限元分析程序开发
    4.1 基于 VB 软件的 ANSYS 二次开发
        4.1.1 开发流程及原理
        4.1.2 参数化文件的形成
    4.2 VB 封装调用 ANSYS
        4.2.1 封装数据文件
        4.2.2 VB 调用 ANSYS 的实现方法
        4.2.3 检测调用情况
        4.2.4 ANSYS 结果输出
        4.2.5 VB 提取查看输出结果
    4.3 工作界面及计算实例
        4.3.1 用户界面前处理
        4.3.2 参数化螺旋弹簧的有限元分析程序
        4.3.3 结果显示
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介

四、圆柱形螺旋弹簧考虑大应变时的稳定性计算(论文参考文献)

  • [1]智能工作面刮板输送机直线度FBG感知研究[D]. 权志桥. 中国矿业大学, 2021
  • [2]单向玄武岩纤维复合材料螺旋弹簧的数值模拟与实验研究[D]. 孙延标. 吉林大学, 2020(08)
  • [3]电阻形状记忆合金与磁流变联合传动装置分析与设计[D]. 谢勇. 重庆理工大学, 2020(08)
  • [4]1mm厚6014铝合金板材电磁铆接成形工艺模拟及试验研究[D]. 张润凯. 天津理工大学, 2020(05)
  • [5]缠绕式光纤应变传感器开发及在道路工程中的应用[D]. 孟令健. 北京科技大学, 2019(07)
  • [6]形状记忆环氧树脂及其复合材料的性能与应用研究[D]. 刘雅芸. 中国地质大学(北京), 2019(02)
  • [7]大流量快响应安全阀设计理论与动态试验方法[D]. 郭永昌. 太原理工大学, 2019(08)
  • [8]内置弹簧金属C形环密封性能仿真分析与优化[D]. 李琪琪. 北京化工大学, 2017(03)
  • [9]剪切增稠胶力学性能及非线性弹簧研究[D]. 蔡亮. 浙江工业大学, 2017(04)
  • [10]麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧计算机辅助设计[D]. 刘丽文. 燕山大学, 2014(01)

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考虑大应变的圆柱螺旋弹簧的稳定性计算
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