预紧垫层结构振动环境下层间转动试验

振动环境下预紧回转体结构的层间相对转动滑移问题,一直是困扰工程设计领域的难题。为研究预紧回转体结构在振动环境下的层间转动现象,笔者设计了多层回转体预紧垫层结构,并基于Hamilton原理建立了该结构的动力学模型,分析了该类结构发生转动现象的机理。在此基础上,开展了振动环境下试验件层间转动试验,获得了确定的层间转动现象,并通过调整结构参数研究了振动量级、振动频率、预紧载荷和偏心结构等因素对层间转动的影响。试验结果验证了理论的正确性,深化了预紧回转体结构层间相对转动机理的认识可为该类结构的防转设计提供支撑。     

多层回转体预紧结构层间转动试验

为研究含黏弹性材料多层回转体结构在轴向振动作用下的层间转动特性,设计了多层回转体试验件,进行了黏弹性材料压缩力学性能研究,建立了考虑黏弹性材料非线性力学特性的结构动力学模型。基于模态试验考察了不同预紧力条件下结构的模态变化规律,在此基础上开展了随机振动环境下试验件层间转动特性试验,获得了确定的层间转动现象,并研究了不同振动量级及预紧力对层间转动的影响。基于随机振动试验获得了含黏弹性材料回转体预紧结构层间转动与否的预紧力、振动量级分界线。相关试验结果可为工程设计提供支持。     

偏心效应下大范围转动弹性梁振动特性分析

计及转子偏心效应,借助转子动力学理论,应用Galerkin法和Hamilton原理建立电机-弹性梁系统动力学模型;采用Runge-Kutta法实现动力学解耦,解析不同速度下大范围转动弹性梁的动力学特性,对比分析电机转子动偏心、静偏心与转动梁振动特性的耦合关系。研究结果表明：转子动偏心与系统动力学响应呈现强耦合,动偏心距达到0.5 mm时,转动梁振幅高达2 mm;而静偏心距由0 mm增至0.5 mm时,其振幅均为0.178 mm,后续研究可忽略静偏心因素;随着角速度提高至150 rad/s时,在转子动偏心的作用下,弹性梁振动由周期振动变为非周期振动,也是该类机构高速下呈现不同程度的突发性或间歇性振动的主要原因之一。     

交叉槽式万向节滞点原因的分析

LJ113交叉槽式万向节 ,滑移端在转动内圈形成轴间角过程中出现滞点现象。分析其原因是沟道和平面A不垂直 ,形成一个角度 ,且这个角度不固定。通过维修和调整电主轴 ,最终使滑移端在转动过程中消除了滞点现象。附图 1幅 ,表 1个。     

球笼等速万向节的特性分析

万向联轴器有多种类型 ,球笼等速万向节只能产生轴间角而没有轴向滑移 ,也称为固定端 ,笔者仅阐述它的运动特性、等速性及偏心量等问题。1　固定端的工作原理1 .1　固定端的结构固定端的结构见图 1 ,ｅ1是星形套的偏心量 ,即星形套球面中心线与沟道中心线的距离。ｅ2为钟形壳的偏心量。钟形壳、保持架及星形套的球面中心重合 ,且球面相互配合 ,ｅ1和ｅ2 位于球面中心线的两侧。1 .2　建立运动模式由图 1可知 ,形成轴间角α时 ,一般情况是钟形壳轴线不动 ,星形套轴线转动 ;一种情况是钟形壳轴线转动 ,星形套轴线不动 ;还可能是钟形壳和星形套…     

LZ50车轴钢转动微动摩擦学特性研究

在新型转动微动磨损试验机上,进行LZ50车轴钢/GCr15钢在法向载荷为10N、转动角位移幅值为0.125°～0.5°的转动微动磨损试验。在摩擦动力学行为分析的基础上,结合磨痕的微观分析,研究材料的转动微动磨损机理。结果表明,LZ50车轴钢的微动运行区域仅呈现部分滑移区和滑移区,未观察到混合区。滑移区的摩擦因数明显高于部分滑移区;摩擦因数随着转动角位移幅值的增加而增大。车轴钢在部分滑移区损伤轻微,磨痕呈环状;而在滑移区,接触中心呈现材料塑性流动累积造成"隆起"特征,LZ50钢的转动微动磨损机制主要为磨粒磨损、剥层和氧化磨损。     

具有滑移的摇臂式月球车建模与控制

研究了具有滑移、六轮独立驱动的摇臂式月球车建模与控制问题。利用拉格朗日法分析了该月球车受力状况及其动力学模型,并得出在考虑小滑移率、小失配角时的摇臂式月球车动力学模型可表示为以车轮支撑力及其作用位置、地面力学特性、摇臂位形为参量,以月球车平动速度及转动速度、车轮转动速度为状态,以电动机驱动电流(电压)、方向轮位形为输入的仿射性微分方程组的定性结论。从而可以根据实时检测月球车车轮支撑力运用模糊变结构控制方法对月球车动力学系统控制律进行实时修改达到对月球车伺服控制的目的。     

支撑轴偏心套自由回转的三环减速器弹性动力学分析

在考虑高速轴变形、行星轴承变形、输出轴支承轴承变形、齿轮副变形及偏心套误差等因素的基础上,又计入了环板的变形,推导了各变形间的协调条件,建立了支撑轴偏心套自由回转的三环减速器传动系统的弹性动力学方程,求解了系统各环节的受力和固有频率,并与原结构的系统动力学性能作了比较。仿真结果表明,取消支撑轴上的键联接,可以消除该轴上偏心套的微动磨损现象,且一般不会导致系统受力性能的恶化,但是此举会大大降低系统第一阶固有频率。     

离子渗硫层在油润滑条件下的转动微动摩擦磨损性能

利用低温离子渗硫技术在LZ50钢表面制备渗硫层,在干摩擦和油润滑条件下开展不同角位移幅值的渗硫层转动微动磨损试验,并利用扫描电子显微镜、能谱仪和轮廓仪对磨斑进行微观分析。试验结果表明:与干摩擦相比,油润滑条件下离子渗硫层呈现出不同的微动运行工况图,部分滑移区和滑移区的界限向左移动,滑移区的运行范围增大;在部分滑移区,渗硫层在油润滑条件下的摩擦因数几乎不变,且明显低于干摩擦,损伤十分轻微;在滑移区,渗硫层在油润滑条件下的摩擦因数仍低于干摩擦,呈现"初始-爬升-稳定"3个阶段,其磨损机制为磨粒磨损和剥层。     

离子渗氮／ 渗硫层转动微动摩擦学行为研究

利用渗氮/渗硫复合处理在LZ50钢表面制备离子渗氮/渗硫层,在干态及不同角位移幅值下对渗层及其基体材料进行转动微动磨损试验,利用扫描电子显微镜、能谱仪和2D/3D轮廓仪对磨痕进行微观分析。试验结果表明：渗氮/渗硫层改变了基体材料的微动运行工况图,部分滑移区和滑移区边界向部分滑移区移动,滑移区运行范围增大;在部分滑移区,渗层的摩擦因数明显低于基体材料,其损伤十分轻微;在滑移区,次表层剥落的硬质颗粒使得稳定阶段摩擦因数高于基体材料,磨损机制为磨粒磨损、氧化磨损和剥层。