某型导弹舱段壳体刚度特性分析

随着空空导弹研制的日益深入,新型号广泛采用成熟型号的整体结构,仅对局部结构进行调整,如何比较两者之间的差异,是工程师面临的问题.针对某型号舱段结构的3种方案,利用MSC.Nastran有限元软件对其刚度以及刚度与频率之间的关系进行了分析,得出了规律性的认识,很好地指导了结构设计.     

汽车变速器壳体振动频率响应特性方法研究

针对汽车变速器壳体局部断裂失效的问题,提出一种利用动刚度特性分析变速器壳体局部変形特性的方法,并对危险频率下的壳体结构进行改进分析。以一种前橫置变速器壳体为研究对象,运用Hyperworks软件建立有限元模型,对目标壳体输入轴轴承孔关键点处施加激励,采用振动传递函数的方法,对振动强烈的变速器后壳体进行振动频率响应特性分析,获得变速器后壳体悬置点加速度频响曲线和动刚度频响曲线。进而对变速器后壳体结构进行改进,并对改进后结构进行软件验证分析。研究表明,动刚度频响曲线评价方法是一种能直观准确反应壳体结构与变形的关系,能够准确找到需要改进的壳体频率区间及部位的有效方法,并且改进的壳体结构可以有效改善壳体结构的振动特性。     

弹性状态下粗糙表面法向接触刚度的研究

粗糙表面接触问题是一类重要和具有实用价值的实际工程问题。采用Ｈｅｒｔｚ理论和粗糙表面随机接触模型, 研究弹性状态下粗糙表面法向接触刚度,推导出在不同接触体的法向接触刚度公式。由推导的理论公式可知,粗糙表面 在随机接触模型中接触刚度跟载荷成正比,与表面粗糙度均方值成反比     

3向振动工装的设计与分析

使用3向振动工装振动台1次振动即可完成产品3个方向的振动考核,节省了振动的时间、人力、物力和财力。对工装进行了模态分析和试验分析,分析结果说明3向振动工装可以满足产品中低精度的振动要求。     

弹性状态下粗糙表面的法向接触刚度

粗糙表面接触问题是一类重要和具有实用价值的实际工程问题。采用Hertz理论和粗糙表面随机接触模型,研究弹性状态下粗糙表面法向接触刚度,推导出在不同接触体的法向接触刚度公式。由推导的理论公式可知,粗糙表面在随机接触模型中接触刚度跟载荷成正比,与表面粗糙度均方值成反比。     

任意边界约束下矩形薄板结构振动功率流特性

以矩形薄板结构为研究对象,采用改进傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对任意边界约束下矩形薄板的振动功率流特性进行计算分析。将矩形薄板结构的横向振动位移容许函数描述为一种改进的三角级数形式,并通过引入正弦级数项来消除位移容许函数及其导数在边界上可能存在的不连续或跳跃现象。应用哈密尔顿原理从能量的角度推导出任意边界约束下矩形薄板结构系统的特征方程,并对矩形薄板结构的振动功率流特性进行了研究分析。通过与有限元法结果进行对比来验证计算方法的有效性。     

考虑摩擦的圆柱面切向接触刚度分形模型研究*

为了更准确地计算圆柱面切向接触刚度,本文考虑摩擦因素的影响,在圆柱面分形接触模型的基础上,引入存在摩擦时弹塑性变形的临界面积公式,并利用切向接触刚度的基本理论,推导考虑摩擦的圆柱面切向接触刚度分形模型,并通过Matlab对上述模型进行仿真,研究不同参数(摩擦因数、分形维数、粗糙度幅值 、材料的特性参数、曲率半径)以及接触的形式对切向接触刚度的影响。仿真结果表明：切向接触刚度与法向载荷成正比关系,但随分形维数取值范围的变化分别呈现指数与线性规律。摩擦因数与切向接触刚度成反比关系;材料的特性参数对切向刚度的影响,不仅与分形维数有关,还与自身取值关联;分形维数,粗糙度幅值与切向刚度的关系,受分形维数和材料特性参数的影响呈现正比或反比趋势。另外,内接触比外接触时的切向刚度大;随着曲率半径的变大,切向刚度增加。该研究为后续开展高副结合面动力学分析提供理论 基础。     

工业通风机壳体振动的有限元分析与测试研究

采用ANSYS有限元方法,基于ANSYS Workbench分析平台,对风机的壳体进行了结构刚度分析,并在对壳体特定位置的实际振动情况进行试验测试。研究结果表明,风机壳体的振动形态主要表现为横向振动变形、纵向振动变形、扭转变形;壳体的最大振动响应位移集中在进气箱外侧板上。测试结果与计算值吻合较好,证明了所采用分析方法的有效性,为风机壳体的结构优化与设计工作奠定了基础。     

线性法向振动接触界面的能量耗散特性

界面的非线性法向振动接触系统的能量耗散特性对描述界面动力学机理具有重要的理论意义和工程意义。基于赫兹接触理论,建立阻尼接头界面非线性法向振动接触的动力学模型,提出了有阻尼自由振动和简谐受迫振动的动力学响应和振动接触能量耗散的计算方法;建立了非线性法向振动接触系统的动力学方程,计算了有阻尼自由振动的能量耗散率和累计能量耗散率以及简谐受迫振动的输入能量和阻尼损耗能量;研究了非线性法向振动接触界面的能量耗散特性和能量传递关系,为描述振动接触界面的动力学提供了理论依据。     

带弹性夹层的层板结构的振动特性研究

研究了具有弹性夹层的层板结构的振动特性。导出了双层板—弹性夹层的综合单元刚度矩阵。用这种综合单元刚度矩阵与普通板单元刚度矩阵对立柱结构的振动特性进行了有限元法计算对比。提出的方法与原理为精确分析具有多子结构的复杂机械结构的振动特性提供了有效手段。     

考虑结合面法向刚度的拉杆转子轴向振动特性

针对接触刚度解析模型参数确定困难、精度难以保证等问题,提出了根据弹塑性粗糙表面微体单元受力变形的有限元分析结果确定轮盘结合面法向刚度的方法;为准确获取拉杆转子的轴向振动特性,建立了考虑轮盘结合面法向刚度的集中质量动力学模型;运用上述方法和模型计算了某型实验转子轴向振动的固有频率,并将结果与实测数据进行对比,误差低于5%,证明了该方法的有效性;改变拉杆预紧力,进一步研究预紧力对拉杆转子动力学行为的影响,结果表明：拉杆预紧力对转子的作用效果存在一个饱和区域,可为拉杆预紧力数值的确定提供重要的设计依据。     

橡胶垫板连接的板壳结构振动传递特性

为了研究板壳结构采用橡胶垫板弹性连接下的隔振性能,应用有限元计算软件ANSYS分别对橡胶垫板连接和刚性连接板壳耦合模型进行了仿真计算,比较了两种连接方式下壳体的振动响应,并分析了橡胶垫板参数变化对其的影响。对比了阻尼橡胶垫板和沟槽型橡胶垫板两种连接元件,对采用不同连接元件时壳体的振动响应进行了对比研究。仿真结果表明:与刚性连接相比,橡胶垫板连接能有效抑制板壳振动传递;与阻尼橡胶垫板相比,沟槽型橡胶垫板的隔振效果更好。     

齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动影响的研究

为探讨齿面微观几何形貌对齿轮啮合振动特性的影响,基于真实齿面的统计特性,借助分形几何理论以及Herz公式,建立了基于真实齿面微观几何形貌的法向接触阻尼的近似数学模型。在此基础上,对比磨削加工和电化学光整加工所得齿面微观几何轮廓的分形参数,分析了加工方法对齿面法向接触阻尼特性的影响,并进一步研究了齿面法向接触阻尼对齿轮啮合振动特性的影响。结果表明:齿面微观几何形貌影响齿轮的啮合振动;加工方法影响齿面法向接触阻尼的变化率;与磨削加工相比,电化学光整加工齿面的法向接触阻尼更大,可减小齿轮啮合振动,有助于提高振动的稳定性。     

混合润滑下粗糙表面的接触刚度研究*

针对润滑状态下结合面的接触刚度问题,建立一种混合润滑状态下粗糙表面接触刚度等效薄层模型,将接触界面的总刚度等效为固体接触刚度和润滑剂接触刚度之和,研究不同实际接触面积下的表面形貌和润滑剂类型对法向接触刚度的影响,并讨论固体刚度和润滑剂刚度占总法向刚度的比例。结果表明：粗糙界面的法向接触刚度随法向载荷的增加而增加,且混合润滑状态下的接触刚度大于干接触条件下的接触刚度;在初始接触时,法向接触刚度敏感地依赖于润滑性能;随着实际接触面积的增大,表面形貌对接触刚度的影响变得更加明显。     

不同支承条件下梁结构弯曲振动的固有特性

根据梁模型端部的四种不同支承条件,将梁模型区分为一般支承梁、弹性支承梁、约束简支梁和约束悬臂梁四种,分别由各自的边界条件和梁弯曲振动模态函数的一般表达式推导出了这四种不同支承条件下梁模型弯曲振动的模态函数及其频率方程,计算得到了四种支承条件下梁模型的前两阶振动模态,具体分析了支承刚度对其特征值的影响.根据该方法,可以得出任意约束刚度下梁弯曲振动的任一模态及其特征值,其结果可以直接用于工程设计与分析.对于各种支承条件下的弹性约束刚度,根据梁的实际支承情况合理选取.     

弹性边界条件下圆板横向自由振动特性分析

采用谱几何法(spectro-geometric method,简称SGM)分析了弹性边界条件下圆板横向自由振动特性。首先,将圆板的振动位移容许函数描述为一种谱形式的改进三角级数,并采用沿边界均匀分布的约束弹簧来模拟弹性边界条件;然后,将未知级数展开系数看作广义变量,应用瑞利-里兹法从能量的角度推导弹性边界条件下圆板结构横向自由振动系统特征矩阵方程;最后,设计搭建了相关实验台架,对圆板结构横向自由振动模态参数进行测试。将文中方法计算结果与文献解、有限元计算结果和实验结果进行对比,验证了谱几何法求解圆板横向自由振动问题的正确性和计算精度。     

AUV动力舱段简化建模及振动传递特性研究

提出了一种隔振圈结构等效建模方法,并使用ANSYS建立了包含动力装置、隔振圈及动力舱壳体在内的动力舱段振动分析模型。计算与试验对比表明,本文模型能够较好地反映出动力舱段的结构振动传递特性。利用本文模型开展参数影响分析,结果表明:动力装置的简化程度过大会引起舱段壳振动响应计算结果的较大误差;减小隔振圈径向刚度、增大壳体阻尼有助于降低壳体较高频段的振动响应,但对抑制低频振动无显著效果。     

含弹性约束复合阻尼板的振动机理与特性

针对汽车车身减振降噪需求,开发新型复合黏弹性阻尼材料。基于经典的自由阻尼和约束阻尼耗能原理,提出了一种含弹性约束的具有剪切和弯曲复合耗能机制的复合阻尼层结构。基于层间位移连续关系和薄板理论建立了阻尼复合板的位移方程和应变能能量方程,针对局部阻尼敷设及四边简支边界条件,结合假设模态法,推导出了复合阻尼板的运动微分方程、振动频率特征值方程等,求解得到了复合阻尼板的固有频率及损耗因子。复合阻尼层可用于研究单相材料不同参数特性及多相材料性能对比,且随着弹性层的上移,减振性能越好。复合耗能机理公式的推导,也为其在汽车上应用提供理论依据。     

振动环境下插装阀的动态特性

为研究强振动环境对二通插装阀工作性能的影响,建立了振动环境下的二通插装阀结构模型及AMESim仿真模型,分别分析振动条件及插装阀结构参数对其动态特性的影响规律。研究表明:基础振动会引起插装阀阀口流量及阀芯开度出现波动现象;阀芯在稳态时的波动程度随基础振动幅值线性增加,振动频率大于20Hz后,波动程度明显。较小的阻尼孔径会使流量上升至最大值的时间增加,但通过阀口的流量更平稳;插装阀在开启状态时,阀芯波动值与阀芯质量呈正相关关系;改变插装阀的面积对改善流量波动现象效果有限;增加弹簧刚度可以改善流量波动现象,但会使通过阀口的流量减小。