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公开(公告)号：CN110610057B
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN201910911761.5
申请日：2019-09-25
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种螺栓弹性交互作用系数法的计算方法，基于弹性交互作用系数法，提出一种新的研究带密封垫片的螺栓法兰上螺栓连接弹性交互作用的数学模型，以有限元分析软件ANSYS和计算软件MATLAB为工具，计算螺栓之间的弹性交互作用系数，在确定螺栓目标预紧力的情况下，推算出螺栓法兰上各螺栓的初始预紧力，使得螺栓最终预紧力更均匀。本发明建立一个模拟螺栓法兰弹性相互作用行为的分析模型，并进行了有限元分析验证。在传统顺序拧紧的基础上对螺栓法兰上各螺栓的初始预紧力进行优化。在不增加实施难度的情况下，使得最终螺栓预紧力与目标螺栓预紧力由最大差值的47％降低为最大差值为7％。
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公开(公告)号：CN110990931A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911301392.4
申请日：2019-12-17
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/13 , G06F30/23 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种床身-地基结合面非线性弹簧单元的建模方法，针对床身-地基之间的结合面接触特性，本方法考虑了地基混凝土材料的应力软化阶段，通过引入混凝土材料的单轴受压的应力-应变曲线方程，得到弹性变形与塑性变形、塑性变形与破碎的临界接触面积，将表面接触微凸体分为弹性变形、塑性变形以及破碎三种。基于统计学理论得到弹性变形的各个微凸体接触刚度，并把整个栓接结合面的接触刚度看做各个微凸体接触刚度并联的结果；通过得到的外加载荷与两平面之间距离的非线性关系，建立机床与基础之间的各个垫铁位置非线性弹簧单元模型。解决实际工程中有限元仿真的接触问题，通过理论结果与实验结果对比，验证理论模型的正确性。
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公开(公告)号：CN110991077B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN201911301377.X
申请日：2019-12-17
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/13 , G01N3/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于尺度相关分形理论的床身‑地基结合面接触刚度建模方法，考虑到不同尺度序数下的变形量与临界变形量，得到弹性变形到塑性变形，以及塑性变形到破碎的临界频率，继而将微凸体的频率的分为弹性变形频率级、塑性变形频率级以及破碎频率级。通过弹性接触载荷、塑性接触载荷之和与外载荷相等的关系，建立宏微观的桥梁，得到最大接触截面积。通过对弹性变形频率级的微凸体进行积分得到结合面的接触刚度。并在考虑接触表面应力分布不均匀的前提下，计算每个节点的接触刚度，将结果进行模态仿真，并与实验结果进行对比，证明理论模型的正确性。
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公开(公告)号：CN110990931B
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN201911301392.4
申请日：2019-12-17
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/13 , G06F30/23 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种床身‑地基结合面非线性弹簧单元的建模方法，针对床身‑地基之间的结合面接触特性，本方法考虑了地基混凝土材料的应力软化阶段，通过引入混凝土材料的单轴受压的应力‑应变曲线方程，得到弹性变形与塑性变形、塑性变形与破碎的临界接触面积，将表面接触微凸体分为弹性变形、塑性变形以及破碎三种。基于统计学理论得到弹性变形的各个微凸体接触刚度，并把整个栓接结合面的接触刚度看做各个微凸体接触刚度并联的结果；通过得到的外加载荷与两平面之间距离的非线性关系，建立机床与基础之间的各个垫铁位置非线性弹簧单元模型。解决实际工程中有限元仿真的接触问题，通过理论结果与实验结果对比，验证理论模型的正确性。
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公开(公告)号：CN110991077A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911301377.X
申请日：2019-12-17
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/13 , G01N3/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种基于尺度相关分形理论的床身-地基结合面接触刚度建模方法，考虑到不同尺度序数下的变形量与临界变形量，得到弹性变形到塑性变形，以及塑性变形到破碎的临界频率，继而将微凸体的频率的分为弹性变形频率级、塑性变形频率级以及破碎频率级。通过弹性接触载荷、塑性接触载荷之和与外载荷相等的关系，建立宏微观的桥梁，得到最大接触截面积。通过对弹性变形频率级的微凸体进行积分得到结合面的接触刚度。并在考虑接触表面应力分布不均匀的前提下，计算每个节点的接触刚度，将结果进行模态仿真，并与实验结果进行对比，证明理论模型的正确性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108581946A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810248210.0
申请日：2018-03-24
Applicant: 北京工业大学
CPC classification number: B25B27/143 , B25B11/02
Abstract: 本发明公开了一种多自由度磁性螺栓紧固装置，主要由夹具主体、固定试验件的水平滑块、固定支承和水平螺杆以及固定螺杆头部的固定滑块、磁铁块、竖直滑台和竖直螺杆组成。在紧固装置上有两组固定试验件的机构，调整竖直螺杆来移动竖直滑台，固定滑块可在竖直滑台的矩形槽内水平滑动，竖直滑台矩形槽内的磁铁块可防止固定滑块在螺栓连接结构装拆时滑动或掉落，同时可以根据螺栓型号定制固定滑块。该装置可以在螺栓拧紧过程中将螺栓试验件完全定位，实现了X轴、Y轴和Z轴的移动，又能确保螺杆头部的固定，提高螺栓拧紧效率，减少了螺栓拧紧过程中的不确定性因素。
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公开(公告)号：CN112199868B
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202010233675.6
申请日：2020-03-30
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/17 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种面向结合面密封性能要求的多螺栓拧紧策略优化方法，基于结合面接触刚度理论和单螺栓应力分布模型，结合螺栓弹性交互作用，提出了一种面向结合面密封性能要求的多螺栓拧紧策略优化方法。根据单螺栓应力分布模型将螺栓法兰密封接触面划分为螺栓应力作用区域和弹性交互作用区域，分别构建螺栓应力作用区域接触刚度与螺栓残余预紧力之间的关系模型、弹性交互作用区域与相应螺栓残余预紧力之和的关系模型，并建立螺栓法兰结合面整体接触刚度模型。利用此关联模型求解各螺栓预紧力，从而实现由密封性能到螺栓装配策略的优化设计。
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公开(公告)号：CN112199868A
公开(公告)日：2021-01-08
申请号：CN202010233675.6
申请日：2020-03-30
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/17 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种面向结合面密封性能要求的多螺栓拧紧策略优化方法，基于结合面接触刚度理论和单螺栓应力分布模型，结合螺栓弹性交互作用，提出了一种面向结合面密封性能要求的多螺栓拧紧策略优化方法。根据单螺栓应力分布模型将螺栓法兰密封接触面划分为螺栓应力作用区域和弹性交互作用区域，分别构建螺栓应力作用区域接触刚度与螺栓残余预紧力之间的关系模型、弹性交互作用区域与相应螺栓残余预紧力之和的关系模型，并建立螺栓法兰结合面整体接触刚度模型。利用此关联模型求解各螺栓预紧力，从而实现由密封性能到螺栓装配策略的优化设计。
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公开(公告)号：CN108581946B
公开(公告)日：2020-08-21
申请号：CN201810248210.0
申请日：2018-03-24
Applicant: 北京工业大学 , 北京星航机电装备有限公司
Abstract: 本发明公开了一种多自由度磁性螺栓紧固装置，主要由夹具主体、固定试验件的水平滑块、固定支承和水平螺杆以及固定螺杆头部的固定滑块、磁铁块、竖直滑台和竖直螺杆组成。在紧固装置上有两组固定试验件的机构，调整竖直螺杆来移动竖直滑台，固定滑块可在竖直滑台的矩形槽内水平滑动，竖直滑台矩形槽内的磁铁块可防止固定滑块在螺栓连接结构装拆时滑动或掉落，同时可以根据螺栓型号定制固定滑块。该装置可以在螺栓拧紧过程中将螺栓试验件完全定位，实现了X轴、Y轴和Z轴的移动，又能确保螺杆头部的固定，提高螺栓拧紧效率，减少了螺栓拧紧过程中的不确定性因素。
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公开(公告)号：CN110940587A
公开(公告)日：2020-03-31
申请号：CN201911302168.7
申请日：2019-12-17
Applicant: 北京工业大学
IPC: G01N3/08
Abstract: 本发明公开了一种基于多尺度理论的床身-地基结合面接触刚度计算方法，针对地基的混凝土材料，通过实验的方法得到材料的应力、应变数据，并将数据对已有的曲线方程进行拟合，找到一种相对精确的混凝土材料应力-应变曲线方程。基于多尺度理论，得到不同尺度序列下的真实接触面积和临界变形参数，继而将接触层分为破碎阶段、塑性变形阶段以及弹性变形阶段。用赫兹接触理论得到弹性变形序列上单个微凸体的接触刚度，最终通过各频率级之间真实接触面积的迭代关系得到整个结合面的接触刚度。
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