柴油机缸体主轴承壁结构安全性分析

本文分析在螺栓预紧力、最大爆发压力载荷作用下,柴油机主轴承壁的应力应变情况。通过有限元前处理MasterFEM划分有限元网格,导入有限元分析软件ANSYS计算柴油机主轴承壁的应力应变。对比AVL公司的计算结果,本柴油机的主轴承壁的结构是安全可靠的。     

柴油机缸体主轴承壁结构安全性分新

本文分析在螺栓预紧力、最大爆发压力载荷作用下,柴油机主轴承壁的应力应变情况.通过有限元前处理MasterFEM划分有限元网格,导入有限元分析软件ANSYS计算柴油机主轴承壁的应力应变.对比AVL公司的计算结果,本柴油机的主轴承壁的结构是安全可靠的.     

航空圆柱滚子轴承热弹耦合下疲劳寿命研究

以M50NiL航空圆柱滚子轴承为研究对象,基于Lundberg Palmgren疲劳寿命理论和Hertz接触理论,结合Goodman公式及材料P S N曲线,综合考虑热应力和结构应力的共同作用,建立其疲劳寿命模型。该模型主要与最大Hertz接触应力及材料系数相关。在有限元软件ANSYS求解应力过程中,采用热塑性有限元法,计算温度场载荷;将摩擦热载荷产生的温度场和热应力分布做为应力分析的边界条件,推导轴承在热力耦合下的应力分布规律,并对某直升机单工况作用下的主减速器圆柱滚子轴承给出疲劳寿命评估,评估表明与试验值误差仅为1161%。研究结果表明,该疲劳寿命模型综合考虑热应力和结构应力的影响,是一种安全、有效的疲劳寿命估算方法。     

航空圆柱滚子轴承热力耦合下疲劳寿命研究

以M50NiL航空圆柱滚子轴承为研究对象,基于Lundberg-Palmgren疲劳寿命理论和Hertz接触理论,结合Goodman公式及材料P-S-N曲线,综合考虑热应力和结构应力的共同作用,建立其疲劳寿命模型。该模型主要与最大Hertz接触应力及材料系数相关。在有限元软件ANSYS求解应力过程中,采用热塑性有限元法,计算温度场载荷;将摩擦热载荷产生的温度场和热应力分布做为应力分析的边界条件,推导轴承在热力耦合下的应力分布规律,并对某直升机单工况作用下的主减速器圆柱滚子轴承给出疲劳寿命评估,评估表明与试验值误差仅为11.61%。研究结果表明,该疲劳寿命模型综合考虑热应力和结构应力的影响,是一种安全、有效的疲劳寿命估算方法。     

基于STAR-CCM+与ABAQUS的排气歧管流场及热应力分析

基于STAR-CCM+与ABAQUS软件,对排气歧管的稳态流动进行了数值模拟,计算各歧管流动压力损失、压损不均匀度、出口端面速度均匀度。采用流固耦合方法计算排气歧管的温度场及热应力,首先利用STAR CCM+对流体进行稳态计算,利用同时进气法计算流场温度分布和壁面对流换热系数,将流场外壁面热边界条件映射至排气歧管固体内壁面,固体外壁面的热边界条件对流换热系数和环境温度设定为定值,采用ABAQUS软件计算排气歧管的温度场和热应力。     

耦合作用下涡旋动盘形变与应力的仿真分析

运用有限元分析软件ANSYS,分析了在特定气体载荷与温度载荷耦合作用下涡旋齿的形变与应力的变化,并在气体、温度载荷变化的情况下,研究其形变的变化规律。被压缩的气体对涡旋齿产生气体力载荷,由气体被压缩、动静盘间的摩擦产生的温度载荷,会引起动盘的热变形与热应力。分析结果表明,温度载荷是影响涡旋齿变形的主要因素。由于涡旋齿头部位受到气体力最大、温度最高,耦合作用下涡旋齿最大变形发生在涡旋齿头顶部;由于主轴对轴承孔内壁的约束作用,最大应力发生在主轴承孔内壁与底盘接触的部位。     

镗铣加工中心主轴箱热特性仿真及试验研究

对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果,进行了热-结构耦合分析得到主轴箱热变形。通过主轴箱温度测试实验对温度场模拟结果进行了验证,并对实验与仿真结果的误差进行了分析。研究结果为建立热特性分析模型以及热误差的补偿提供参考。     

基于有限元的热机耦合下角接触球轴承疲劳寿命预测

为了得到直升机分扭传动输入级角接触球轴承的疲劳寿命,综合考虑了热应力和结构应力的共同作用。基于L-P疲劳寿命理论和Hertz接触理论,结合Goodman公式、材料的P-S-N曲线以及Miner疲劳累积损伤理论的EM修正法则,建立了直升机主减速器角接触球轴承的疲劳寿命模型。分析了角接触球轴承摩擦发热量的计算和对流换热系数的选取,确定了要加载的热载荷和边界条件,基于Ansys软件对轴承进行稳态热分析,分析径向载荷与转速对轴承稳态最高温度的影响。并在稳态热分析的基础上进行轴承热机耦合场分析,探讨了温度影响下的轴承疲劳寿命。结果表明:随着工作温度的升高,轴承寿命明显降低,摩擦发热对寿命的影响不可忽视。     

基于蜂群算法的机床主轴对流换热系数优化

机床主轴温度场分析是一种减少主轴热误差、提高主轴精度及其稳定性的重要方法。作为热分析边界条件中关键参数的对流换热系数,其值大小反映了主轴零部件表面与空气对流换热的强度,对主轴有限元温度场分析结果的影响最为明显。以170CP06-DM机械主轴为研究对象,深入研究主轴对流换热系数的影响因素,提出一种基于人工蜂群优化算法的机床主轴换热系数优化算法。实验表明,提出的蜂群算法能够根据环境温度和转速而自动寻找优化的主轴换热系数。与传统的经验确定对流换热系数方法相比,主轴前轴承处的计算最大误差、平均误差、均方差分别提高了大约4.54℃、2.87℃、1.65℃,主轴后轴承处的计算最大误差、平均误差、均方差分别提高了大约7.12℃、3.49℃、2.41℃。     

基于流热固多物理场耦合的磁力泵关键零部件结构分析

磁力泵冷却工作介质的压力以及涡流热产生的温度影响关键零部件的应力和应变的分布,利用AnsysWorkbench有限元方法对关键零部件进行流热固耦合数值计算分析。计算分析可得:不同温度下关键零部件的最大等效应力值和变形量不同,随着温度的升高而线性增大;等效应力值较高的发生部位为隔离套筒壁与隔离套法兰的连接处及内磁转子与泵轴连接面处;应变量较大的发生部位为靠近内磁转子的隔离套筒壁处;尽量保证冷却工作介质的冷却温度在45℃以下。     

汽油机横流冷却水套的优化设计研究

针对某小型增压强化三缸汽油机,通过采用挡板结构设计出了新型的横流式冷却水套,以加强对缸盖鼻梁区的冷却。采用三维流动数值模型对初步设计的横流水套结构进行了计算分析,研究发现:整体横流水套的换热效果良好,但是横流冷却水套整体压力损失过大,缸体水套局部流速分布不均匀。针对上述问题,提出了包括增加水套进出水口高度、布置导流结构及调整缸垫水孔和挡水板处水口等水套结构优化方法。改进后的水套整体压力损失减小为40.9kPa,各缸体上部冷却液流速分布更加均匀,从而为新型的横流式冷却水套的设计与应用提供一定的参考。     

颠覆性创新理论研究综述

市场上很多重大技术变革源于颠覆性创新。颠覆性创新的概念最早是在经济管理领域中提出的,文中从商业模式、核心技术和产品市场3个方面分别进行了颠覆性创新相关研究文献分析,并对颠覆性创新实现方法研究进行了综合分析,提出颠覆性创新机遇发现和颠覆性创新技术路径规划将成为未来颠覆性创新研究的重点。     

云制造模式下基于胜任力模型的工业设计能力评估

云制造模式下,由于缺乏对设计人员的能力进行量化建模与评价方法的研究,进而影响了复杂设计任务与设计能力的合理匹配,阻碍了设计能力的社会化聚集。基于胜任力模型,面向云制造模式下的工业设计人员,从元胜任力、行业技术胜任力、设计任务胜任力及学习能力胜任力等角度构建了设计能力评估体系,讨论了基于网络分析法的设计能力评估方法,通过对工业设计云服务平台的设计能力评估,验证了文中方法的可行性与科学性。研究成果解决了云制造模式下设计能力综合评估,为实现广域社会化工业设计能力的动态重构奠定了基础。     

超环面机电传动外定子空间磁场解析计算与仿真分析

介绍了超环面机电传动的结构及其驱动原理。以等效磁荷法为基础,对超环面机电传动外定子永磁梁的空间磁场分布进行了解析计算。通过空间坐标变换原理推导出超环面机电传动系统中外定子产生的空间磁场的计算公式,对行星轮与外定子之间的气隙磁场进行了解析计算,得到了分布规律。采用有限元软件对外定子磁场进行了仿真分析,仿真结果证明了解析计算的正确性。该研究为进一步探究超环面机电传动输出力矩提供了理论依据。     

TBM推进系统键合图建模与动态仿真

针对TBM推进系统的机电液耦合特性,为了弥补传统建模方法在多能域建模问题中的诸多不便,采用键合图建模方法建立了TBM推进系统的数学模型,推导了系统的状态空间表达式,并搭建了系统的同步控制模型。利用MATLAB软件对推进系统的同步控制进行了仿真,通过与试验结果对比验证了数学模型的正确性和可行性。     

特细金属丝整经筒子架及单丝张力控制研究

整经是重要的织前工艺,单丝张力是否均匀是整经质量最重要的衡量指标之一。筒子架作为整经机主要组成部分,是整经中单丝张力控制的关键。文中介绍了一种特细金属丝整经机筒子架,主要应用在高精细金属丝网织造中。首先分析了特细金属丝整经的特点与难点,然后通过对比矩形筒子架和V形筒子架各自优缺点,设计了V形对称错位结构的筒子架。通过单丝张力控制方式进行了对比试验,发现重锤摩擦盘式控制方式较无单丝张力控制方式、重锤张力杆式控制方式在输出响应的快速性、稳定性及准确性方面更佳,且能将单丝张力误差控制在±0.03 N。     

基于用户分层的手持工具感知差异的研究

为探索设计者、供应商和终端用户对手持工具的感知差异,以钳子为研究对象,进行视觉感官试验、触觉感官试验和操作体验测试,运用因子分析法和方差分析法进行对比分析,得出用于钳子评价的语义因子,发现设计者和终端用户对钳子的可用性和便携性方面的感知差异较显著,在使用前后的复杂性和弹性的评价差异较大。     

仿生可重构式机器人移动平台机构及动态特性分析

仿生可重构式机器人移动平台模拟六足爬行昆虫可实现站立、行走、爬行等动作。行走机构采用轮腿式,底盘可伸缩,以适应探测机器人复杂的地面工作环境。对足端和移动平台躯体位置进行正/逆运动学分析并求出相对于本机构的最大迈步步长,同时对虚拟样机轮式移动和六足式行走两种状态进行动态特性分析并试验,结果表明:机器人运动平稳,没有严重的失稳出现,进一步验证了仿生可重构式机器人机械结构的可行性和合理性。     

面向感性需求的家庭服务机器人造型设计研究

为挖掘老年群体对家庭服务机器人造型的需求,运用感性工学理论,提出一种探讨各感性需求内部相关性及各感性需求对造型设计要素重要程度的方法。采用语义差异法和李克特量表对代表性样本造型意象的感性认知进行分析,构建语义库,运用格拉布斯(Grubbs)准则消除粗大误差,通过SPSS软件对感性词汇测量数据进行主成分分析和因子系数数量化分析,得出影响造型设计的主要因子,明确感性意象与服务机器人造型要素之间的映射关系,提取产品主要部位的感性造型特征,并依据主要因子所对应的代表性样本对家庭服务机器人进行造型设计。结果表明:感性意象空间的构建和感性需求相关性分析的方法可有效指导家庭服务机器人造型设计。     

倾斜折流栅式换热器壳程热力特性研究

为提升常规斜向流换热器的壳程传热性能,提出了一种倾斜折流栅式换热器。采用CFD分析软件FLUENT,标准k-ε模型方程对两种斜向流换热器的壳程热力特性进行了数值研究,并运用场协同原理分析了斜向流换热器的强化传热机理。结果表明:随着折流栅倾斜角的降低,壳程传热系数、压降、综合性能升高,但随着倾斜角的继续降低,如在(60~70)°范围内,壳程传热系数和综合性能基本保持不变;倾斜折流栅式换热器能够提高壳程局部纵向流场的流速,增加壳程流体整体的斜向流程度和速度场与温度场的协同性,强化换热。倾斜角为70°时,倾斜折流栅式换热器较常规斜向流换热器壳程传热系数和综合性能分别提高(7.54~7.66)%和(6.29~6.45)%。研究结果为斜向流换热器的结构优化和推广应用提供了理论依据。