胶粘结固紧调焦镜有限元分析

为了研究调焦镜组件中环形胶层对系统的影响,分析了胶层的建模方法即详细模型和等效刚度模型.采用等效刚度模型对调焦镜组件进行均匀温度变化分析,把计算的面形误差和实际检测结果对比.综合考虑结构粘合剂泊松比、粘结位置、胶层宽度和胶层厚度等因素对面形误差的影响,提出改进的优化设计方案,并对调焦镜组件进行尺寸稳定性分析,同时考察粘结安装过程中可能出现的偏心现象对系统的影响.计算结果表明:对胶层使用等效刚度模型可以准确反映结构粘合剂的材料属性,优化的粘结方案不仅满足设计要求而且有效防止了偏心粘结造成的胶层分布不均匀对系统的影响.     

三自由度并联包装机构动力学建模与分析

目的为了提高一种三自由度并联包装机构动态性能,对其进行动力学建模与仿真研究。方法首先建立机构三维模型并进行位置反解计算,而后应用凯恩法列出动力学方程。在对支链模态分析基础上依托多体动力学仿真软件ADAMS与有限元软件Ansys,将各连接杆件由刚体转换为柔性体进行刚柔耦合动力学分析。结果通过动力学建模求得了驱动杆在广义坐标下的驱动力。由模态分析求得支链的第1阶到第6阶固有频率分别为88.656,108.95,119.96,125.33,131.07,138.77 Hz,以及机构在各个阶次下的振型。得到了机构动平台质心运动位移、速度、加速度,以及关节驱动力、力矩变化曲线。结论并联包装机构中刚度薄弱环节位于球铰连接两端,在各阶模态振型中,振动相对位移较大位置位于动平台和支链中部滑块;连接杆件会对动平台运动性能、关节驱动力产生一定的影响。分析结果为并联机构进一步优化提供了理论依据。     

四自由度全柔顺并联机构刚度分析

利用动力学方程求出4 CRU型全柔顺并联机构支链的刚度,并用ANSYS软件仿真结果验证此种方法的正确性,为求全柔顺并联机构整体刚度提供了依据;本文基于4 CRU并联机构的运动特性,采用传统柔性并联机构的构成方式设计了具有全柔顺特性的新型4 CRU的全柔顺并联机构;利用动力学方程对全柔顺支链刚度进行计算;采用ANSYS软件建立4 CRU型全柔顺机构支链模型,并对其刚度进行仿真实验对比研究;仿真结果与计算结果基本上一致,验证了分析方法的正确性.     

一种航空发动机整机振动模型支承刚度的辨识方法

提出了一种航空发动机整机振动模型支承刚度识别的方法。首先,建立航空发动机整机动力学模型,将支承刚度和安装节刚度视为待优化的连接刚度,然后通过有限元仿真计算,得到在不同连接刚度下各阶整机固有频率。以支持向量机构造从各支承刚度到各阶固有频率的回归函数。接下来,采用遗传算法进行目标优化,以整机真实固有频率(可通过模态试验获取)为基础,建立遗传算法适应度函数,利用实数编码,最终识别得到整机各处连接刚度。以带机匣的航空发动机转子试验器为算例进行方法验证,根据整机模态试验结果,进行了支承刚度和安装节刚度识别,结果表明了该方法的有效性。     

大口径精密光学系统中调焦机构静态稳定性分析

ICF中终端光学组件的调焦机构作用是调整聚焦透镜的位置使激光准确地聚焦在靶点上。调焦机构的变形会使靶镜的位姿发生变化,从而导致光束的落点发生变化。本文介绍了调焦机构的结构特点,通过简化模型法分析其在真空负压、重力下的变形与应力,以及聚焦透镜在Z向(光轴)导轨不同位置的倾角。并且利用有限元法对调焦机构的静态稳定性分析,与有限元法的计算结果相对比,证明简化模型法的可靠性。     

焦面二维精密调整机构研究

针对大口径、长焦距的高分辨力空间光学遥感器对调焦和调偏流的要求,本文基于高刚度、高强度滚珠花键结构和高精度滚珠丝杠结构,提出了一种焦面二维精密调整机构,能够实现调焦和调偏流目的。焦面二维精密调整机构结构紧凑,占用空间小,质量轻,并具有足够的强度、刚度、良好的自锁性能及抗冷焊性能。机构的质量为5.5 kg,调焦范围为±2 mm,调焦分辨力为0.17μm,调偏流范围为±5°,调偏流分辨力优于0.000 2″,对机构进行精度检测,各项参数均满足指标要求,适合在大口径、长焦距的高分辨力空间光学遥感器空间光学遥感器中使用。     

锁定状态下一维可展桁架球铰连接刚度识别

针对某一维可展桁架的球形铰链连接,利用动力学模型修正方法识别了其连接刚度特性。将可展结构进行简化处理,使其处于展开锁定状态,单独考虑铰链刚度。对锁定后的展开单元进行精细化有限元建模,利用接触分析方法,得到球铰连接等效线性刚度初值。建立展开单元的参数化模型,并采用六向刚度弹簧单元对球铰连接进行等效线性处理。对锁定状态下的可展开结构单元进行模态测试,利用试验模态参数识别球铰的连接刚度。将识别的连接刚度值带入由三个展开单元组成的一维可展桁架,通过与试验模态数据对比验证了识别结果的准确性。研究结果表明,利用该基于动力学模型修正的空间可展开结构球铰连接刚度识别方法,能够准确识别球铰连接刚度,建立准确的动力学分析模型。     

角接触球轴承动态特性参数测试方法

基于共振法原理,提出了采用轴承组件的方法识别和测试轴承动态刚度和阻尼参数。建立了轴承组件等效参数识别模型,搭建了简易试验装置,测试了7602050TVP型轴承的刚度和阻尼,并进行了轴承组件模态仿真及分析。试验结果和模态仿真结果对比表明,采用轴承组件等效参数识别模型,轴承动态刚度和阻尼识别误差小,精度高。     

一种双连杆-弹簧-曲面机构的QZS隔振器设计和研究

基于正负刚度并联原理,运用双连杆-弹簧-曲面作为负刚度机构、竖直弹簧作为正刚度机构,提出了一种准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器的新构型。针对上述构型,通过静力分析,研究了系统的位移-刚度特性和位移-回复力特性,得到了系统静平衡下的QZS条件。此外,建立QZS系统的非线性动力学方程,应用谐波平衡法和龙格库塔法求解。针对不同的激励幅值、阻尼系数和QZS参数等因素,研究了系统动力学响应和传递率特性。理论研究表明,该QZS构型可以有效降低模型的共振频率与最大传递率幅值。基于隔振器的三维模型进行数值仿真和实验研究,发现提出的QZS构型拥有较好的低频隔振性能,并具备与线性系统相当的高频隔振性能。     

连接界面迟滞非线性特征的动力学分析

连接界面上多物理场、非线性等力学行为是引起复杂结构动力学的主要原因,会引起结构的刚度软化和幅变阻尼。利用Iwan模型描述连接界面黏滑摩擦行为引起的迟滞非线性特征,采用数值积分获得连接结构非线性力学行为影响的传递特征,将绝对加速度的传递特征转化为相对加速度的幅频和相频特征,进而辨识出连接结构随频率变化的等效刚度和阻尼特征,并且研究了不同激励幅值对连接界面非线性动力学行为的影响。结果表明:Iwan模型能够较好地描述连接面的刚度软化和幅变阻尼特征,随着激励幅值的增加,连接界面的动力学行为由微观黏着控制逐渐转化为宏观滑移控制,等效刚度逐渐下降,表现为结构刚度的非线性软化特征;等效阻尼在微观滑移阶段逐渐增加,但在宏观滑移阶段却有所下降,表现为幅变阻尼的特征。     

某型机构弹簧刚度和预压力与碰撞力关系分析

目的研究用于某型精密球形电机中球形转子的杠杆型释放机构的可行性,以及解脱弹簧的最优刚度和预压力。方法首先对杠杆型压紧释放机构进行结构设计,然后对将该释放机构分析模型进行简化,最后采用刚体动力学分析软件ADAMS进行解脱弹簧不同刚度和预压力的动力学仿真。结果仿真结果表明,杠杆型释放机构可满足精密球形电机球形转子固定的指标要求,解脱弹簧最优刚度为1.98 N/mm,最优预压力为4~5 N。结论采用合理的弹簧刚度和预压力,能够降低释放过程中产生的碰撞力。     

美能达300si的光圈控制机构

美能达３００ｓｉ和５００ｓｉ这类机种照相机均为机身自动调焦的变焦单镜头反光照相机。自动调焦的变焦镜头也像普通的单镜头反光照相机一样可以自由拆卸，其自动调焦的信息是通过机械的万向节传递到镜头的，使用十分方便。但这类照相机在操作中必须非常小心，不明白使用方法最好不要乱扳乱拨任一机构，否则照相机很容易损坏而使之无法使用。其中光圈控制机构组件就是其中一个薄弱环节，为此我们特介绍该光圈控制机构易发生的故障点。 当该光圈控制机构组件发生故障时，往往是光圈开不到最大，处于最小光圈状态而无法进行测光和测距。其基…     

某空间遥感器调焦反射镜的设计与分析

调焦反射镜组件作为空间相机整体光机结构设计的组成单元,其结构设计的优劣直接关系到相机成像质量的好坏。该论文的研制背景基于某宽幅相机,调焦反射镜具有长宽3:1的狭长形轮廓,使得支撑结构设计难度较大。为保证调焦反射镜光学表面始终保持良好的成像性能,调焦反射镜柔性支撑结构必须具有良好的动、静态特性,并且具有较轻的质量,较高的比刚度和良好的加工、装调性。经分析计算,本文设计的柔性支撑结构使调焦反射镜在使用工况下面形达到1/50λ,一阶模态达到275Hz,满足性能指标要求。     

铝箔卷装盒机封口机构动力学仿真及参数优化

目的解决铝箔卷装盒机封口机构在工作过程中出现抖动和凸轮回位弹簧经常断裂的问题。方法建立封口机构的虚拟样机模型并进行动力学仿真,通过封口机构的动力学特性分析封口机构中凸轮轮廓、回位弹簧刚度、装盒速度对整个封口机构工作性能的影响。结果仿真结果表明,封口机构的抖动出现在封口机构封口完毕之前,正准备进入保持阶段的时候。回位弹簧刚度有助于减缓封口机构的抖动,但若继续增加刚度,减缓抖动的效果不明显。结论当凸轮回位弹簧的刚度为0.4 N/mm,封口速度为2盒/s时,封口机构的抖动最小,整个过程中无明显的冲击现象,整机性能得到提升。     

空间太阳望远镜成像镜调焦机构设计与分析

 根据空间太阳望远镜成像调焦的要求，设计了一成像镜调焦机构。给出了设计的基本原理及设计方法，即步进电机驱动滚珠丝杠，丝杠通过连接杆和转向关节带动内筒，并根据设计加工制作了实物缩尺模型，进行了误差分析，最后给出了机构在锁定状态，16g重力加速度作用下的力学分析。     

基于Stewart并联机构的直驱式波能转换器能量转换性能研究

为实现对不同方向海洋来流波浪能量的高效俘获，设计了一种基于Stewart并联机构的直接驱动式波浪能量转换器，该转换器的支链单元采用弹簧连接永磁体动子，通过与定子线圈的相对运动实现波浪能与电能的转换。在特定海域波浪环境下对该波能转换器进行动力学分析，并基于弗汝德-克雷洛夫假定法计算了转换器所承受的水平和垂直波浪力；采用ADAMS动力学仿真分析软件对该波能转换器进行动力学建模与能量转换仿真分析，研究了波浪力作用下其弹性支链的变形规律，并分析了支链弹簧刚度系数与动平台质量之比对转换器能量转换率的影响。研究结果表明：在波浪激励下，该波能转换器能够俘获由垂向和横向波浪运动产生的能量；通过优化调整支链弹簧刚度系数与动平台质量的比值，该波能转换器的最大能量转换率可达35.2%。研究结果可为新型高效波能发电装置的设计提供重要的理论依据。     

基于组件法的超大承载力端板连接节点弯矩-转角曲线计算方法

超大承载力端板连接节点是一种可以应用于大跨或重载钢结构中的新型梁柱节点形式。为了在结构分析中准确考虑该节点的抗弯承载力和转动刚度,需要确定其弯矩-转角曲线。在已有试验和有限元分析结果的基础上提出了超大承载力端板连接节点的组件模型,引入一种新组件形式并提出了其承载力和刚度的分析方法,基于组件法提出了超大承载力端板连接节点的抗弯承载力和转动刚度的计算方法。综合现有典型的节点弯矩-转角曲线模型的优点,以节点抗弯承载力和转动刚度为基本参数提出了适用于超大承载力端板连接节点的弯矩-转角曲线模型。通过与已开展的试验研究和有限元分析结果进行比较,所提方法得到的节点抗弯承载力和转动刚度较为准确,所提弯矩-转角曲线模型与试验曲线吻合良好,可以应用于采用该节点形式结构的分析和设计中。     

采煤机截割部传动系统的动力学仿真

基于刚-柔耦合多体接触动力学理论,对采煤机截割部传动系统进行了研究,给出了其模型参数的确定方法。在Recur Dyn软件环境中建立了截割部传动系统刚柔耦合多体接触动力学模型,并施加MATLAB计算出的基于实际工况的载荷。在仿真环境下直观动态地描述了齿轮啮合接触过程,计算出了各级齿轮的动态等效应力,并根据仿真结果对齿轮进行了优化。解决了大型机械传动机构进行柔性接触仿真的难题,增加了虚拟样机技术研究的可靠性,揭示了齿轮传动系统的刚度激励与啮合冲击激励引起响应的周期性波动现象。     

减振垫圈刚度设置对空调器配管动力学仿真精度的影响

空调器配管动力学计算模型中对压缩机减振垫圈模型处理方式及参数设置不合理,会导致配管动力学仿真计算结果精度不高。针对此问题,通过将配管系统计算模型中压缩机减振垫圈等效为弹簧,并设置该等效弹簧的刚度参数为压缩机减振垫圈刚度值,使得配管系统动力学仿真计算所得配管应变的仿真误差从14.6%减小为4.1%。     

轮系在翻转机构中的应用与分析

目的针对翻转机构的功能和要求,设计由轮系组成的一种新型翻转机构。方法使用动力学仿真软件Adams建立动力学模型并进行仿真分析,得到其相应的动力学曲线和运动规律。结果翻转机构的转速降低1 r/min,弹药与翻转架的接触力降低5 N左右,翻转机构对弹药的径向力降低1 N左右。合理降低翻转机构的速度和减小接触刚度系数,可以有效地提高翻转机构的稳定性。结论Adams对多体机构的运动规律提供精确的预测。