薄壁圆柱壳楔环连接结构优化设计

发布时间：2021-10-10 20:31

　　文中针对薄壁圆柱壳楔环连接结构,开展了基于参数化模型和有限元法的楔环连接结构优化研究,建立了以楔环连接结构的主要几何参数为设计变量、楔环连接结构的附加面积为目标函数的优化模型,采用组合优化策略进行了优化分析。数值算例的结果表明:在组合优化策略的控制下,通过调整设计变量,合理地提升结构应力水平,获得满足尺寸要求、结构承载力要求和附加面积最小的设计方案,使材料性能得到更有效的利用。文中的研究工作为薄壁圆柱壳楔环连接结构设计提供了理论基础,有助于楔环连接结构的设计应用。 

【文章来源】：机械设计. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

1 楔环连接x向位移云图

图1所示为圆柱壳楔环连接结构示意图，主要包括两段被连接壳体（这里称之为内壳体和外壳体）、两条楔形环带（简称楔环）、调整块、盖板及定位销等组成。内壳体端部制有外环形槽，外壳体端部制有内环形槽，内外壳体对接后形成矩形截面的环形空腔，即楔形环腔。一对楔环分别从外壳体上的安装孔处以相反的方向穿入楔形环腔内，利用两条楔环的相对周向运动，增大楔环组合后的宽度，对被连接壳体产生楔紧作用，实现内外壳体的连接。调整块填充两条楔环大端之间的空隙，盖板封住安装孔，防止调整块脱落，保证装配后的两段壳体有良好的气动外形。止动销用于固定楔环1或楔环2，约束被固定楔环的周向运动。定位销用于约束两段壳体连接端面的相对周向运动，防止两端壳体发生相对转动。螺钉用于盖板的安装固定。内外壳体采用楔环进行连接后，依靠一对楔环与内外壳体之间的接触来传递力，楔环展开示意图如图2所示。为了防止楔环自动滑落，楔环拼合面的斜度（即楔角α）一般应小于滑动的自锁角αcr，即：

取μ=H/πDm，则楔角应满足的自锁条件也可以表示为α<arctanμ，μ为楔环间的滑动摩擦因数。根据试验结果，摩擦因数μ一般取值为0.1[1]。2 楔环连接受力分析

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3429107