1.ansys 强度分析和扭转刚度分别有什么作用或意义
静强度分析研究结构在常温条件下承受载荷的能力,通常简称为强度分析。
静强度除研究承载能力外,还包括结构抵抗变形的能力(刚度)和结构在载荷作用下的响应(应力分布、变形形状、屈曲模态等)特性。 静强度研究是飞行器结构强度学科中最早形成的也是最基本的一个方面,又称结构静力研究,包括静强度分析和静强度试验(又称静力试验)。
内容 静强度分析包括下面几个方面的工作。 ①校核结构的承载能力是否满足强度设计的要求,其准则为: 若强度过剩较多,可以减小结构承力件尺寸。
对于带裂纹的结构,由于裂纹尖端存在奇异的应力分布,常规的静强度分析方法已不再适用,已属于疲劳与断裂问题。 ②校核结构抵抗变形的能力是否满足强度设计的要求,同时为动力分析等提供结构刚度特性数据,这种校核通常在使用载荷下或更小的载荷下进行。
③计算和校核杆件、板件、薄壁结构、壳体等在载荷作用下是否会丧失稳定。有空气动力、弹性力耦合作用的结构稳定性问题时,则用气动弹性力学方法研究。
④计算和分析结构在静载荷作用下的应力、变形分布规律和屈曲模态,为其他方面的结构分析提供资料。 静强度分析的内容也可通过静力试验测定或验证。
编辑本段设计方法 主要采取先设计后分析最后试验验证的方法,可能需要反复几次修改和再分析,有些试验也可与分析交错进行。传统的静强度设计采用工程计算方法,习惯上称为强度计算方法。
飞行器结构强度计算的理论基础和一般结构强度计算的理论基础相同,有材料力学、弹性力学、结构力学、板壳理论、稳定理论等学科。但由于飞行器结构的特点,飞行器结构强度计算在方法上有以下一些基本特点。
①静载荷方法:飞行器的外载荷是复杂变化的,不是静态问题。在静强度研究中,是将各部分的惯性力比拟为静态外载荷。
突然作用的动载荷虽然通常会引起结构较大的响应,但可以采用动载荷放大系数加以修正,仍可作为静载荷处理。 ②设计载荷法:飞行器结构允许发生局部失稳和局部塑性变形,所以在强度校核中不采用一般机械设计中的许用应力法,而采用设计载荷法,其强度准则为:使用载荷和安全系数由强度规范规定。
③线(性)弹性方法:计算复杂结构在复杂载荷下的精确应力和进行变形分析是很困难的。静强度校核主要采用线弹性方法,对材料塑性和结构局部失稳的影响可用各种系数(如断面减缩系数,塑性系数)加以修正,在分析中还略去结构局部细节的变化(如铆钉孔、断面突变)。
编辑本段发展趋势 传统的强度计算方法已不能满足需要,各种新方法和新手段正在获得发展。有限元素法正在逐步取代用工程修正系数的半经验的传统方法,已经成为设计中的常规方法。
结构分析系统是实现有限元素法数值计算的电子计算机软件包。应用有限元素法和结构分析系统,有可能在具体设计中对复杂结构进行弹-塑性分析、非线性分析、最优化分析等,从而取得更符合实际的结果。
对于复合材料结构则需要建立新的强度理论、准则和分析方法。 约束扭转刚度 (1) 系统的惯性 主要是指凸轮轴系与分度盘轴系的转动惯性和平动惯性,它们可以用转动惯量及质量来表示。
(2) 系统的弹性 分度凸轮轮齿与分度盘轮齿在啮合状态下的弹性弯曲和弹性接触,可以综合用“啮合刚度”来表示;凸轮轴系、分度盘轴系的弹性弯曲和弹性扭转,可以分别用弯曲刚度和扭转刚度来表示;此外,尚还有轴承的弹性变形等。 (3) 系统的激励 分度凸轮装置系统的激励可分为两大类:一是因分度盘的不均匀回转引起脉动的惯性力激扰,称为惯性激励;二是因各种制造、安装误差、啮合刚度随转角的变化等因素,转化为弹性力的变化,称为弹性激励。
(4) 系统的阻尼 凸轮廓面与分度盘廓面间的摩擦力、轴承的摩擦损失产生的摩擦阻尼;啮合廓面间动压油膜产生的缓冲,以及转动件搅动冷却润滑油产生的流体阻尼等。 上述四个方面成为包络蜗杆分度凸轮装置动力学系统的主要内容,并为其动力学模型的建立提供依据。
为了使讨论更为具体、集中,下面仅以点啮合圆柱廓面包络蜗杆分度凸轮机构为分析实例,进行此类机构的动态特性研究。 1 包络蜗杆分度凸轮机构动力学系统的主要特征 依据对包络蜗杆分度凸轮机构[1、5]的讨论,可将点啮合圆柱廓面包络蜗杆分度凸轮机构的特点概括为:垂直交错轴、变速比、无侧隙、点啮合;这四个特点很大程度上决定其机构动力学系统的特征,是建立动力学模型的基础。
1.1 速比特性与惯性激励 包络蜗杆分度凸轮机构的动力输出 为间歇式运动,可以区分两个工作段:分度运动状态的“动程段”,定位状态的“静程段”,在凸轮回转一周内,速比产生了剧烈的变化,将对机构系统产生强烈的周期性惯性力矩。激励是凸轮机构系统产生振动的一项重要的激励源。
因此,由变速比特性带来的惯性激励,是分度凸轮机构的基本属性,采取适当的措施可以缓解,但无法根除,很值得重视。 1.2 降速特性与隔振效应 此类分度凸轮机构除了具有变速比特性外,还具有明显的降速特性,这一点同蜗轮蜗杆传动非常类似。
无论分度凸轮机构采取何种速比运动规律,。
2.如何划分射流初始段及基本段
沿射流方向可将射流分为两段:初始段和主段 初始段:即射流中心速度仍为初始速度的区段,长度大约是喷管直径的6倍。
(即射流核心区和射流边界层射流边界层:内边界和外边界之间的区域。 射流边界层是向两边扩展;一是向外扩展,引射更多的静止气体进入边界层;一是向内扩展,与保持速度为初始速度的区域(射流核心区)进行动量和质量的交换,使该区逐渐的减小。
1 压力P: 由于射流介质喷出后便与环境相遇,故可认为射流流股的压力与环境相同,即在射流中的截面上的压力保持不变,在径向亦为不变。 2 动量mu : 随射程的增加,速度减小,但流量增加,即射流流股的动量不随射程的变化而变化,是一常数。
速度的减小由质量的增加而抵消。此即为自由射流的一个主要的特点。
二 各流动参数沿射流方向的变化规律 根据能量平衡有: (P69: (7.1a)) 化简上式即得动量守恒方程。 m 0 u 0 =(m 0 +m 0 ')u 1 =m 1 u 1 3 动能1/2( mu 2 ) 单位时间的动能为 1/2 (mu 2 ) ,虽然质量是增加的,但不足以抵消速度的减小,故自由射流的动能随X的增加而减小,只要距离足够远,以至于降至为零。
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