一种新型高速动态液压加载装置

介绍了一种自行设计的用于高速齿轮试验台的新型液压加载装置,阐明了该装置的结构及工作原理．对影响加载装置的转矩和效率的几个主要参数进行了公式推导和分析．     

高速电主轴径向跳动及静刚度测试方法

用非接触式方法测试高速电主轴的径向跳动。介绍了非接触式测试方法,并与接触式测试方法的数据进行了对比。结果表明,非接触式的测试精度高于接触式。研究了用最小二乘法理论标定力传感器,以此测试高速电主轴的径向刚度和轴向刚度的方法。测试结果表明,测试精度得到了较大提高。     

风电机组传动链地面测试系统载荷模拟技术

提出风电机组传动链地面测试系统载荷模拟技术. 论述风电机组地面传动链测试系统,对拖动实验下叶轮的转动惯量进行计算,分析总结3种主要的非扭矩五自由度加载结构方案：对称加载方案、径向偏心加载方案与并联六液压缸加载方案,论述方案的加载原理,并构建3种方案的载荷求解方程. 为了进一步模拟风电机组六自由度的载荷,根据对称加载方案原理设计搭建100 kW风电机组传动链测试系统加载实验台,实验对非扭矩五自由度载荷进行了精确复现,验证了非扭矩五自由度加载技术的可行性与合理性,再结合对风力转矩载荷的模拟技术,实现了对风电机组六自由度载荷的完整模拟.     

一种新型高速动态液压加载装置

介绍了一种自行设计的用于高速齿轮试验台的新型液压加载装置,阐明了该装置的结构及工作原理,对影响加载装置的转矩和效率的几个主要参数进行了公式推导和分析。     

电磁换能器加载效率的优化设计与仿真

针对传统的电磁超声换能器导线与铝板间由于集肤效应导致加载效率较低这种情况,设计了一种改造电磁超声加载线圈和整体结构的新型电磁超声加载装置。基于有限元仿真软件,分别建立传统与新型的电磁超声加载器的有限元分析模型,并对其激发过程进行仿真,将两模型所得仿真结果 (铝板内洛伦兹力,交变电流密度)进行分析对比。得出结论:新型的电磁超声设计能够显著提高加载效率。     

高速电主轴热态特性与动力学特性耦合分析模型

针对高速电主轴的耦合分析,考虑到结合面接触热阻和润滑剂黏温变化对其热态特性影响的同时,以轴承拟静力学模型描述了径向刚度函数,建立了一种高速电主轴热态特性与动力学特性耦合分析模型.分析了轴承离心力软化效应和热诱导预紧力硬化效应联合作用下的支撑刚度变化规律及其对主轴系统动力学性能的影响.仿真分析与实验结果验证了本文模型的有...     

星载激光通信终端轴承预紧力及加载结构研究

星载激光通信终端通过方位、俯仰轴系的运动实现目标跟踪。轴系回转精度是二维转台实现良好工作的前提。通过对角接触球轴承模拟分析,确定卫星发射以及在轨运行时转台轴承的最优预紧力大小,通过轴承预加载结构实现轴承从高预紧状态过渡到轴承低预紧状态,解决了传统固定式预紧力不能同时满足两种工况的难题,即发射时大预紧力满足高刚度与基频,在轨运行时低预紧力以降低平均摩擦,扭矩噪音以及轴承接触应力。     

船用大功率减速器封闭试验台加载装置

为解决船用大功率减速器传动效率试验台形成封闭功率流的问题,实现在高速转动的转子内部动态施加力矩,提出了一种新型串入式力矩加载装置的设计方案.设计了由永磁直流电机驱动,谐波减速机构和行星轮系串联的两级减速装置,通过轴端集流环对转子内部加载装置提供电能,在加载装置封闭端之间产生大力矩,保证了试验台在高速转动下实现动态加载.以80 000 N.m施载力矩为例,研究了加载装置的反程自锁性和加载装置的能耗问题,并对加载装置进行了动态试验,通过试验结果,确定了加载装置的动态加载理想区域,验证了此加载方法的可行性.     

硬盘加载/卸载过程的动力学仿真及参数优化

为研究硬盘驱动器斜坡加载/卸载过程中,磁头/盘界面及磁头悬臂/支承件接触面的摩擦学及动力学特性,建立系统运动微分方程,提出基于PDE的超薄气体润滑气膜力求解方法,并对卸载过程中的浮动块/悬臂及斜坡/提升臂的接触特性进行仿真,分析提升臂刚度和提升臂/斜坡的接触刚度对作用面接触变形、接触力及浮动块动态特性的影响,以及斜坡过...     

新型装配式剪力墙水平连接装置的力学性能

装配式剪力墙结构连接节点/水平接缝的力学性能对装配式结构起着至关重要的作用,为了提高装配式剪力墙结构的抗震性能,本文结合消能减震技术设计研发了一种新型装配式剪力墙水平连接装置。通过该设计,制作了2种不同螺栓数量的水平连接装置,并对其进行了不同正弦加载频率下的动态力学性能试验,探究了不同螺栓预紧力、加载频率及螺栓数量对装置力学性能的影响规律;探究了装置摩擦升温对其力学性能的影响规律。结果表明:该装置在保证结构可靠连接的同时,又能依靠装置的内部摩擦消耗大量地震能量,从而有效减小结构地震响应,保护主体结构。此外,螺栓预紧力与装置的耗能能力和割线刚度基本呈线性关系,但对等效阻尼比影响不大;水平连接装置的力学性能几乎不受加载频率的影响;增加螺栓数量可大幅提高装置耗能能力;螺栓预紧力与加载频率均是装置温度升高的重要影响因素,但装置温度变化对其力学性能影响不大。     

土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的研制与验证

真三轴仪是研究复杂应力状态下土体力学特性的理想仪器,但如何保持加载结构与土体之间无摩擦力且三个方向无干扰加载是真三轴仪研制的技术瓶颈。针对“刚柔复合型”真三轴仪中刚性加载板与试样之间的双向摩擦力问题,基于土体与加载板之间的接触由“整体接触变为分散式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦”的减摩新方法,研制了土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板。详细介绍了该装置的结构原理和细部构造,通过大型直剪试验和数值计算论证了分散式接触代替整体式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦的减摩措施效果。结果表明,1）试样与加载板之间的摩擦系数低至0.023,与传统减摩方法相比,摩擦系数可降低90%以上。2）与整体式接触相比,分散式接触可使试样3个方向的应力和变形更为均匀,并较大程度地降低试样与加载板之间的摩擦力。3）采用分散式滑块相互搭接并预留间隙方法满足随试样同步变形,实现了大变形条件下（竖向最大变形量90 mm,应变达15%）真三轴试验的三向无干扰独立加载。土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的成功研制,有效消除了试样与加载板之间的界面摩阻力,使试样在接触面切线方向上可以自由双向变形,又实现大变形条件下三向加载互不干扰,破解了真三轴仪研制中的关键技术难题。     

PMAC2下高速电主轴直接转矩控制系统设计

目的为解决高性能直接转矩控制法对电主轴进行控制和驱动。提高高速电主轴的动态响应速度问题．方法采用PMAC2型卡（可编程多轴运动控制卡Ⅱ型），结合高速电主轴的结构特点，建立了本系统电主轴在两相静止坐标系下的动态数学模型．结果通过动态数学模型设计了一套高速电主轴直接转矩控制系统。实现了高速电主轴的宽调速范围，快速准停，准位，准速，并给出了直接转矩控制系统的基本结构框图，系统控制原理图，软件程序流程图．结论研究表明，直接转矩控制系统的控制结构及控制过程简单，易于实现，便于全数字化，进一步精简了高速电主轴的控制结构，适应高速数控机床的要求，因此实现全数字化的直接转矩控制的交流电机调速系统具有潜在的经济价值和实际意义．     

复合式高速电主轴在线动平衡装置的开发

所有高速旋转系统，动平衡是一个关键问题．针对高速电主轴，研究了不平衡振动抑制措施，设计了在线动平衡装置．首先，利用电磁场的耦合作用，无接触地在加重平面处形成与所需离心力等效的旋转电磁力，实现在线实时精密补偿；其次，考虑到此时空旋转电磁力能耗大、机械结构内应力大的缺点，运用影响系数法控制策略，在平衡盘上利用旋转极坐标合成矢量力，驱使附加质量块移动使转子质心落回旋转中心，同时时空旋转电磁力消失，主轴系统在极坐标合成力的作用下实现最终动平衡．通过ADAMS与MATLAB联合仿真，证明了振动在10000r／min速度点附近减少了95％，达到了高速主轴的平衡品质标准．     

Φ273管道的电磁励磁仿真模型分析与实验方法

针对永磁磁路优化及仿真模型不准确的问题,提出了一种以直流电磁铁为励磁源的仿真模型,分析在不同磁路特征下直流电磁励磁的磁化效果.利用COMSOL有限元分析软件建立Φ273管道电磁励磁模型,对管道缺陷特性进行分析.搭建Φ273管道漏磁内检测永磁励磁实验平台.结果表明:直流电磁铁与永磁体作为励磁源具有相同的磁场特性,电磁励磁仿真模型可以准确描述永磁磁路,为永磁磁路的优化设计及直流电磁励磁在管道缺陷检测的工程应用提供理论依据.     

高速电主轴单元的振动性能研究

目的高速电主轴单元是实现高速、超高速磨削加工的关键技术之一．主要研究应用陶瓷轴承对电主轴动态性能的影响．方法采用“外点惩罚函数法”与“凑整解法”相结合的算法进行了陶瓷球轴承优化设计，并对电主轴进行了静、动态性能实验研究．结果探讨了陶瓷轴承电主轴单元结构布局形式的选择，分析了高速电主轴的振动性能．结论研究表明，应用陶瓷轴承作为主轴支承，电主轴单元振动小、温升低、运转精度高，有效提升电主轴功率和极限转速，适应高速、高效磨削加工的要求．     

外啮合齿轮泵径向力分析及其精确计算

本文详细地分析了具有扩大高压区结构的外啮合齿轮泵的径向力和传动扭矩,给出了其精确计算公式。并通过实例计算给出了齿轮径向力、径向力作用方向及扭矩的脉动曲线图。     

长行程直流电磁铁电磁力仿真分析与实验研究

为了满足设备在不同位移下对电磁力的需求,本文以某一型号长行程直流电磁铁为研究对象,构建了电磁铁各组成部分三维模型,借助麦克斯韦方程组相关理论,结合约束条件与初始条件,搭建电磁铁三维数学模型。同时,进行电磁铁静态磁场仿真分析,获取电磁力、磁感应强度、磁力线分布特性,并通过实证研究进行验证。实验结果表明,铁心位移越小,径向气隙越小,产生漏磁越小,获得的电磁力越大,铁心在靠近底面端面时,力位移特性较好;仿真数据与实验数据具有较高的一致性,并能有效获取磁感应强度和磁感线分布特征,实现电磁场磁场可视化效果,所搭建仿真模型具备可行性。该研究为长行程电磁铁电磁力分析提供理论和实验依据。     

高速木工机械电主轴热态特性分析

介绍了高速木工机械电主轴的特点,分析了高速木工机械电主轴单元的热变形机理.建立了某型高速木工机械电主轴热态特性有限元分析模型,利用ANSYS进行了稳态温度场分析,并利用分布加载瞬态热分析模拟了机床的实际工作情况,得到了电主轴的温度场分布情况,为有效控制电主轴的温升提供了理论依据.在分析结果的基础上,提出了改善电主轴热态特性的措施,为电主轴冷却结构设计提供了参考.     

大间隙混合悬浮系统结构设计与特性分析

研制了一种新型电磁悬浮系统装置,该装置利用电磁铁阵列与永磁铁来提供空间三维方向的悬浮驱动力.与传统的电磁悬浮系统相比,该系统具有悬浮力大、磁场分布规律、运动范围广等特点,可明显提高系统的使用效率.基于有限元数值方法对悬浮电磁力特性以及合成磁场特性进行了详细分析,并进行了相关实验.结果表明,新设计的电磁阵列悬浮系统装置可以在大气隙下使用,具有较好的稳定性和可控性.     

高速电主轴单元的热态特性分析

由于电主轴系统高速运转时,产生大量的热,并导致热变形,本文基于ANSYS对高速电主轴单元的热态特性进行分析。文中采用有限元法对高速电主轴系统模型进行建模,并计算了电主轴系统的发热量及各部位热对流,通过ANSYS进行分析,得到了高速电主轴单元的温度分布、主轴端部的轴向和径向偏移量及位移图。从热态性能中可以分析得出热感应预载荷,并计算得出相应的强度和临界速度。同时研究发现,为了获得更多的预载荷,应该考虑热感应预载荷的影响。