创新的测功器的设计

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总部位于英国东莱的设计与工程有限公司,提供工程设计和项目管理的服务,特别对具有挑战性的新颖而复杂的工程,提供解决方法。代表性的工作是使用LUSAS Analyst设计了一种新型的测功器——在美国打算用于测试飞机轮胎和刹车装置.


常规的测功器,测试车轮在负重轮的外部运行。然而,在这个设计计划中,测试车轮将在负重轮轮缘的内部运行。这样设计的好处是,车轮表面被施加到轮缘的内部,在现实测试安排中更加方便。测试车轮轮胎的直径在18~56",宽度在6~25"。测试车轮负重轮的推荐设计比率,使得测功器内部轮缘直径在172"时,给出最适合的轮胎接触面。竖向150,000磅力以及沿着车轮滚动平面法线方向的30,000磅力的轮胎荷载,被施加到LUSAS模型中。350mph的负重轮速度将使车轮达到正常使用状态的最大应力。为了得到一个可靠划算的解决方案,对这种分析类型,使用LUSAS被认为是至关重要的。


初步研究发现,轮缘的环向应力超过了400MPa。因为离心力占了主要部分,并且几乎没有余地完善常规设计,因此这使得必须增加一个缩小的轮圈到负重轮的轮缘上,在静止状态下产生压应力。该轮圈可以使用比负重轮材料强度更高的材料.


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LUSAS用于研究轮缘和轮圈相对厚度变化的影响,同时观察在干涉配合时的变化。因为负重轮基本是不对称的,所以采用LUSAS的傅立叶分析能力。这能够保证小的改变能够被考虑,同时能够快速地重新进行分析。分析一个对称的简单三维模型,来测试这种方法的有效性。找到一个最佳的加载方案,来模拟轮胎荷载冲击,并用于后面的研究中。这个创新的测功器设计,成功地实现了在初始压应力和最大工作拉应力之间的完美平衡。从获得的结果中,还可以进行疲劳评估,用于评价任何潜在的疲劳问题.


"这个项目是我们的一个代表作。我们是专门致力于处理具有挑战性的创新工程,因此我们需要对各种分析类型能够提供可靠结果的分析软件。LUSAS Analyst以一种非常经济的方式,在这方面满足了我们的需要,而且还有助于提升我们自身的设计技能".

Bill Coleman, Director at Design & Projects

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