基于模态优化的动车组蓄电池箱结构可靠性分析

为了改善动车组蓄电池箱的结构性能,将模态优化与可靠性理论相结合进行动车组蓄电池箱结构可靠性分析。首先建立动车组蓄电池箱的有限元仿真模型,利用ANSYS软件对蓄电池箱进行模态分析。然后根据模态分析结果,对蓄电池箱一阶频率进行板件厚度的灵敏度分析,选取6个板件的厚度作为设计变量,利用响应面模型对蓄电池箱进行一阶模态优化。最后根据优化结果,以蓄电池箱一阶频率小于车体自振频率为可靠性评定指标,使用蒙特卡罗法对优化后的蓄电池箱进行结构可靠性分析。结果表明,优化后蓄电池箱一阶频率减小,不与车体发生共振的概率为98.64%。     

金刚石圆锯片振动模态及频率可靠性分析

为提高金刚石圆锯片的锯切性能,降低其工作时的振动,防止锯片共振,通过锤击振动试验法,分析锯片固有频率的概率特性.依据结构固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了锯片振动问题的可靠性模式和可靠度,提出避免锯片共振的频率可靠性分析方法.并通过对不同转速下的锯片可靠度的分析,得到了防止共振的工作转速,提高了金刚石圆锯片的使用寿命.     

机架固有频率优化的结构设计

面向自动化装备机架结构的优化需求,提出了一种基于固有频率优化的结构设计方法。根据外部激励的幅频曲线和机架最大振幅与刚度、质量之间的关系曲线图,获得了频率优化边界条件。通过模态分析得到各阶固有频率与振型,并根据灵敏度系数给定设计变量范围,基于固有频率约束与质量最轻目标给出了优化设计函数,进行了机架结构优化设计。最后利用ANSYS Workbench谐响应分析验证了优化后的模型较原模型极大程度地改善了机架的动力学性能。优化设计方案提高了机架固有频率,优化了其振动特性,满足生产实际要求;该固有频率优化方法具有一般性,可用于类似支撑结构的优化设计。     

立式加工中心主轴箱设计及特性研究

主轴箱是高速立式加工中心关键部件,其静刚度、动态特性对加工中心的加工精度与平稳性具有重要影响。以DVG850高速立式加工中心主轴箱为研究对象,建立了主轴箱四种不同结构的几何模型设计方案,利用有限元仿真软件对主轴箱静力学、模态及谐响应进行了仿真计算,得到了主轴箱静刚度、固有频率、振型及激励频率下的共振区域。通过对有限元仿真云图与数据进行比较分析,可知方案二为最佳筋板结构布局设计,表明该研究方法可对提高主轴箱结构固有频率,增加结构刚度,避免发生共振提供依据,为其他机床主轴箱结构设计与优化改进提供理论依据,缩短了设计周期。     

高速冲床床身模态分析与频率可靠性评估

高速冲床冲压速度较高、振动较大,为了防止因机身设计不合理导致振动加剧,研究了高速冲床床身的模态特性及其频率可靠性评估.对模态分析原理进行了讨论,基于有限元软件建立了高速冲床床身的有限元模型,并进行了模态求解,得到了该床身前4阶振动频率和振型;根据频率可靠性评估方法结合外部激振频率对床身进行了可靠性评估.结果表明:正常的工作条件下,高速冲床的工作频率和电机转动频率都小于整机的1阶固有频率,经过计算得到床身的频率可靠度满足设计要求,并在此基础上提出了避免高速冲床出现共振的措施.研究结果为避免高速冲床出现共振问题提供了技术支持.     

混流式水轮机转轮叶片频率可靠性分析

以混流式水轮机为研究对象,应用有限单元法建立转轮叶片的动力学方程,根据转轮叶片的频率方程计算转轮叶片的固有频率,依据水流激励频率与转轮叶片固有频率之差在规定范围内的关系准则,推导转轮叶片的共振失效概率和可靠度的计算公式,并通过实例对混流式水轮机转轮叶片的频率可靠性进行分析.     

电动轮自卸车车架结构抗疲劳轻量化设计

针对传统经验式设计的电动轮自卸车车架结构存在刚度不足、焊缝开裂、重量冗余,以及自身固有频率与非簧载质量激励频率接近而可能发生共振等问题,开展车架结构性能多目标优化设计的研究。首先,基于变密度法和SIMP插值模型对原始车架结构进行了考虑疲劳寿命约束的多目标拓扑优化设计,得到了满足静态多工况下柔度最小和多阶低阶固有频率最大的拓扑优化结构。再次,基于Kriging近似模型的抗疲劳轻量化设计,利用非支配排序多目标遗传算法进行全局寻优,优化后的车架结构质量比原始车架结构质量减少4.24%,且车架结构在同样载荷作用下的应力分布更加均匀,车架强度、刚度、动态特性和疲劳寿命等性能均得到改善。     

某直升机传动系统旋翼轴扭振计算及优化设计

直升机传动系统旋翼轴系振动是影响其运行可靠性的重要因素,为了提高某共轴反转双旋翼传动系统旋翼轴系扭振安全裕度,在考虑轻量化设计的前提下,通过改变轴段直径尺寸或改变激励频率,使得扭振固有频率与激励频率错开,达到避免共振的目的,实现了轴系扭振调频的优化设计.优化后的轴系扭振安全裕度达到10％以上,扭振特性得到了有效改善.其...     

考虑可靠度的等温热成形液压机上横梁轻量化设计

针对内部结构复杂的等温热成形液压机上横梁,传统设计方法以增加安全系数来提高可靠度而导致结构笨重和材料浪费,研究了考虑可靠度的上横梁轻量化设计问题。采用精度较高的蒙特卡罗模拟技术对上横梁进行可靠性分析,得到其刚度可靠度以及可靠性灵敏度信息;针对上横梁可靠度在优化设计过程中无法显式表达问题,提出基于敏感度信息的可靠度间接表达方法,利用设计参数Z描述优化过程中可靠度和轻量化的权重,从而将可靠度指标体现在设计变量中;同时考虑可靠性灵敏度和质量占比,以质量最小为目标、刚度满足设计要求为约束,实现了考虑可靠度的上横梁轻量化设计。仿真分析结果表明,优化后上横梁刚度可靠度依然为100%,而质量下降了7.4%。该方法可为横梁等大型结构件的可靠性优化设计提供有益借鉴。     

金刚石圆锯片频率可靠性分析

为提高金刚石圆锯片的锯切性能,降低其工作时的振动,防止圆锯片共振失效,根据随机结构的固有频率与激振频率差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义了金刚石圆锯片随机结构振动问题的可靠度模型,提出了避免圆锯片共振的频率可靠性分析方法,并建立圆锯片的有限元模型,利用概率有限元方法计算了圆锯片的频率可靠度。同时通过锤击振动试验法测得一组金刚石圆锯片的固有频率,得到固有频率的概率分布,并进行可靠度计算。通过对比概率有限元法计算结果和锤击振动试验法计算结果可知,两者基本吻合,说明概率有限元计算结果真实有效,可以较准确地对圆锯片进行可靠度评价。     

叶切面最大厚度数值计算与应用

以叶切面最大厚度的数值计算方法为基础,探讨叶切面最大厚度计算的计算机实现,介绍叶切面厚度数值计算法的应用实例.     

Natural frequencies of vibration of a class of solids composed of layers of isotropic materials

In a recent paper, the Ritz method with simple algebraic polynomials as trial functions was used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of homogeneous solids with cavities. The method presented is here extended to the study of a class of non-homogeneous solids, in which each solid is composed of a number of isotropic layers with different material properties. The Cartesian coordinate system is used to describe the geometry of the solid which is modelled by means of a segment bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes and by two curved surfaces which are defined by fairly general polynomial expressions in the coordinates x, y and z. The surface representing the interface between two material layers in the solid is also described by a polynomial expression in the coordinates x, y and z. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for both a two- and three-layered spherical shell and for a homogeneous hollow cylinder, as computed using the present approach, and are compared with those obtained using an exact solution. Results are then given for a number of two- and three-layered cylinders and, to demonstrate the versatility of the approach, natural frequencies are given for a five-layered cantilevered beam with a central circular hole as well as for a number of composite solids of more general shape.     

活塞销孔加工工艺的改进

我公司于８０年代末引进Aspera公司年产８０万台冰箱（冷柜）压缩机生产线及软件技术，在压缩机加工中，活塞销孔（如图１所示）的加工是难点之一。用镗床加工，质量一直难以达到要求，废品率很高。后来我们将Aspera公司的加工工艺即精镗后滚光改为精镗后用金刚石铰刀粗、精铰孔，由此解决了这个技术难题。（１）原意大利Aspera公司工艺简述其工艺流程为：钻６．５通孔→扩孔至７＋０．１→粗镗７．４７３＋０．０３６、圆柱度０．０１→精镗至７．９３５＋０．００６、圆柱度０．００２→滚光７．９３８＋０．００６、圆柱度０…     

广州地铁APM列车制动机理分析

根据广州市珠江新城旅客自动运输系统(APM)列车的运行特点,介绍APM列车制动系统的制动方式及其特点,分析APM列车动态制动和摩擦制动的工作机理及其区别和联系,阐明APM列车制动系统的电控制过程和气控制过程,从而为APM列车制动系统的维护和管理提供一定的依据.     

Development of sclerometric method of studying activation of parameters of damage and fracture of friction deformable surfaces

The article presents a brief review of the wear models based on the kinetic thermofluctuation approach. The materials were developed using SamGTU sclerometric programming software and a set of instruments developed at Samara Engineering University for assessing the parameters of kinetic thermoactivation for surface fracture deformed by friction. The first obtained results of assessments and the estimated prediction of wear resistance exemplified by tribocouple of the aircraft chassis are presented.     

盘丝极心偏对三爪自定心卡盘找标精度影响的分析

三爪自定心卡盘作为机床的主要附件,已有一百多年的发展历史,尽管目前随着数控技术的不断发展,越来越多地需求高速动力卡盘,但三爪自定心卡盘目前仍有一定的市场。 要保证卡盘可靠地夹紧工件,必须使其有可靠的夹持精度;要保持卡盘的精度,必须要严格控制各零部件公差及误差,如盘丝的极心偏。 　　极心偏是形成圆的渐开线的基圆圆心 (极心 )与盘丝内孔中心不同心所造成的偏差值。它对卡盘精度的影响分两种情况,一是卡爪夹持弧采用配磨,二是卡爪夹持弧采用单磨。本文主要探讨配磨时的影响。 　　卡爪夹持弧采用配磨,即每台卡盘整体…     

圆柱面素线的直线度公差带解析

详细分析了圆柱面素线的直线度公差带在新旧标准中定义和解释的区别，并从对圆柱面素线实际要素检测的角度，提出了推行新标准的实际意义。     

双丝杠驱动机构同步分析

介绍了双丝杠驱动机构工作原理,论述了双丝杠运动产生不同步的原因以及如何判定与解决同步问题。     

膨胀套导向机构的设计

通过分析膨胀套在实际使用产生滑移受阻现象、卡死现象原因的实质,并在分析产生问题原因的基础上提出了改进措施即：增加导向机构。     

柴油机连杆疲劳失效的影响因素分析

运用有限元方法与疲劳寿命预测理论,对柴油机连杆在疲劳耐久性试验条件下的三维应力分布和疲劳寿命进行了数值模拟。通过对比连杆疲劳试验与寿命预估结果,结合连杆疲劳断口的微观分析,表明残余压应力使疲劳裂纹源的位置向连杆次表层推移,对高强度连杆的疲劳寿命具有重要影响。