Mullins诱导各向异性及橡胶弹性元件多向刚度预测

对橡胶材料试样进行单轴拉伸和拉/剪循环加载试验,研究其在双向载荷历程作用下的Mullins软化诱导各向异性。试验发现试样在先后不同方向载荷作用下会产生Mullins软化诱导各向异性,且随载荷逐渐增大而增大。基于伪弹性本构理论,采用最小二乘法拟合橡胶试样双向载荷历程循环加载试验数据,得出橡胶Mullins软化诱导各向异性参数。使用各向异性参数修正伪弹性本构模型软化效应控制参数,采用分步加载和网格映射方式对承受垂向压缩和横向剪切载荷的锥形橡胶弹簧承载刚度进行仿真预测,并通过锥型橡胶弹簧台架刚度试验验证,结果表明使用Mullins软化诱导各向异性参数能够显著提高橡胶弹性元件多向承载刚度预测精度。     

碳管纳米弹簧的轴向压缩刚度与失稳分析

分析轴向压缩载荷作用下碳管纳米弹簧的变形与失稳,给出碳管弹簧的轴向压缩刚度Kp与失稳临界载荷Pc的计算公式.为验证公式的有效性,将碳管纳米弹簧kp和Pc的理论解与相应的试验结果进行比较.结果发现,碳管纳米弹簧的K和P理论解与实验结果较为接近.文中碳管纳米弹簧的分析方法与Kp、Pe的公式对人们进一步探讨碳管纳米弹簧的力学特性具有参考意义.     

角接触球轴承静态刚度试验

角接触球轴承在径向、轴向以及力矩方向联合载荷作用下,内外圈将产生径向、轴向相对位移及相对倾角。这种弹性相对位移量的大小关系到轴承的使用性能。为了得到角接触球轴承静刚度,提出了角接触球轴承静刚度的测试方法。设计了测量装置,获取施加不同载荷作用下角接触球轴承的静刚度。分析结果表明:随着轴向载荷或径向载荷的增大,轴向变形或径向变形基本上呈现线性增长,轴向刚度和径向刚度呈现非线性增长;随着轴承尺寸的增大,轴承的静态刚度也增大。     

叠层橡胶金属弹簧轴向刚度特性研究

针对一种动力充压容腔机构,采用仿真的方法对叠层橡胶金属复合弹簧的轴向刚度特性进行了研究。基于静力学分析的结果表明,叠层橡胶金属弹簧的轴向静刚度为2．010×105N／mm,在0．4 MPa内压的作用下应力最大值在弹簧的底部。动力学仿真分析得出了叠层橡胶金属弹簧在变形不大的情况下刚度值基本是一个定值的结论,并通过曲线拟合的方式求得叠层橡胶金属弹簧的轴向刚度为2．023×105 N／mm。最后用仿真计算结果与动态试验数据的对比结果证明,动态仿真结果与试验结果较为接近。     

全自动机车弹簧检测线的研制

介绍了一种全自动机车弹簧检测线的组成及工作原理。该检测线采用关节机器人搬运弹簧试样上下料,由弹簧几何尺寸测量试验机、弹簧轴向刚度试验机、弹簧横向刚度试验机、弹簧输送机构组成,能够实现机车单簧检测和机车双簧检测两个工作过程,为试验机朝自动化在线检测方向的发展提供了实例。     

飞行器对接框接触界面的等效模型及刚度特性

针对空间飞行器对接框结构工作时拉压载荷特点,采用周向双弹簧等效接触模型进行对接框接触界面刚度等效,建立对接框结构在压力载荷和弯矩载荷作用下结构的接触界面刚度计算解析模型。基于弹性力学和Hertz及分形理论分别推导了对接框锁钩与接触面等效弹簧刚度,研究了变载荷作用下对接框接触界面刚度的变化特性,并利用对接试验平台对刚度模型进行了验证。结果表明:对接框在受压力载荷时刚度随载荷非连续增加,在载荷与预紧力相等时接触界面刚度发生突变;弯矩载荷时刚度随载荷的增加而接近于线性增大。该结果可为空间飞行器动力学特性分析中接触界面刚度等效提供参考。     

螺旋弹簧横向静刚度计算及动刚度频变分析

为探究等截面圆柱形螺旋压缩弹簧横向静刚度及动刚度特性,建立弹簧离散模型,进行有限元分析.静载下,修正Krettek刚度公式,使其兼顾弹簧受载端的垂向压缩量和横向位移量等因素对横向静刚度的影响.动载下,进行频变分析,绘制横向动刚度随激励频率变化曲线.结果表明:横向动刚度随激励频率的提高呈波动上升的趋势;可以通过改变横向激励的加载方向、垂向预压缩量和材料阻尼调整动刚度的变化规律.     

基于非线性有限元算法的空气弹簧横向动态刚度研究

基于非线性有限元算法,建立了轨道车辆空气弹簧的横向刚度计算模型,其中考虑了橡胶特性、帘线层布置、流固耦合及裙板接触等非线性因素。计算结果表明:在研究空气弹簧横向特性时,可以忽略附加空气室与节流孔的作用,但不能忽略应急橡胶弹簧的影响。将空气弹簧的横向反力计算结果与试验结果进行对比,发现两者误差在6%以内,验证了模型的正确性。通过对空气弹簧横向动态刚度的研究发现:空气弹簧横向动态刚度对横向激振的频率与振幅是不敏感的,但对振动的平衡位置十分敏感;空气弹簧的横向动态刚度随平衡位置的增加而增加,且平衡位置越大横向动态刚度的增速越大。这种空气弹簧横向动态刚度的非线性特性,有利于提高轨道车辆的横向平稳性与稳定性。     

圆柱螺旋弹簧刚度特性的有限元分析

介绍了一种利用通用有限元软件ANSYS求解圆柱螺旋弹簧刚度的计算方法.运用在Pro/E中建立的弹簧实体模型,通过Pro/E和ANSYS的转换接口,将弹簧实体模型导入ANSYS中得到了相应的有限元分析模型,对圆柱螺旋弹簧的刚度(垂直刚度、横向刚度、弯曲刚度)进行了有限元分析计算,得到了弹簧的刚度特性,并与理论分析计算结果...     

非标准定刚度碟形弹簧优化设计

碟形弹簧轴向尺寸小,承载能力大,且刚度随结构参数及变形程度不同而改变。此外还可以由不同厚度碟片、不同片数碟片的不同组合型式得到不同的自由高度,不同的承载能力及不同的刚度特性。所以碟形弹簧适用于载荷较大,轴向空间要求紧凑及工作行程要求较小的场合。如常用作大型锻压操作机、锅炉吊架等重型机器及飞机、大炮等武器中的强力缓冲装置和减振弹簧。也用于     

变截面弹簧设计及其刚度特性分析

根据超越弹簧离合器高速化,轻质化的应用需求,在弹簧扭矩变化规律分析基础上,基于等强度原理,得到了弹簧截面的变化规律和弹簧螺旋线方程。应用MATLAB和Pro/E建立了变截面弹簧的三维数值模型。采用有限元方法,对弹簧离合器在传递过程的应力和弹簧的径向、轴向、扭转刚度特性进行了分析。结果表明:设计的变截面弹簧在传递扭矩过程中,应力均匀,变截面弹簧达到了轻质、等寿命的设计要求;弹簧的径向刚度呈非线性,而扭矩刚度和轴向刚度呈线性。     

非线性变刚度橡胶悬架结构灵敏度分析与参数优化

针对工程车辆变刚度橡胶悬架，在建立橡胶弹簧有限元参数化模型的基础上，通过橡胶弹簧的结构参数对轴向变形量的灵敏度分析，掌握不同载荷下结构参数变化对刚度影响的规律，确定最敏感的设计变量。以整车悬架动态参数优化获得的最佳非线性刚度特性曲线为优化目标，实现了新型变刚度橡胶弹簧结构参数的优化设计。     

抗拉柔性铰链的理论建模及有限元分析

为了在保持转动刚度变化不大的情况下,使得LET(Lamina Emergent Torsion)柔性铰链能够适用于存在轴向载荷的场合,即拥有较大的轴向刚度,本文对LET的结构进行了适当改进,设计了一种新型柔性铰链——抗拉LET柔性铰链。基于抗拉LEMs(Lamina Emergent Mechanisms)柔性铰链结构,将整个抗拉LET柔性铰链等效为弹簧刚度模型,并对该弹簧刚度模型进行理论建模,得到封闭解。之后采用ANSYS软件,建立其有限元模型,分析其在转动载荷和轴向载荷两种不同场合下的形变,并同之前的理论模型进行比较。结果表明,采用弹簧刚度模型得到的等效刚度解与仿真分析结果较为一致,抗拉LET柔性铰链的弯曲刚度仅是传统LET柔性铰链的1.12倍,而拉伸刚度却是它的76.43倍。在弯曲刚度没有大幅变化情况下,抗拉LET柔性铰链的抗拉刚度明显增大,抗拉能力大大提高,表明抗拉LET柔性铰链的结构设计符合预期要求。     

一种考虑润滑效应的角接触球轴承接触刚度计算方法

建立了润滑工况下的高速角接触球轴承动力学模型,在滚珠与内/外圈的接触变形和接触刚度计算中,考虑高速转动中润滑油卷吸作用和挤压效应的影响,通过接触角和接触刚度的耦合迭代,得到考虑润滑效应的高速角接触球轴承轴向及径向刚度计算方法.结果表明,考虑润滑效应后,滚珠与内/外圈的接触角减小,轴承轴向/径向刚度增大;轴向载荷增加使轴向/径向刚度增大,且轴向载荷愈低,滑油作用愈明显;径向载荷增加使轴向刚度增大,径向刚度减小;滚珠数增加使轴向/径向刚度增大,且滑油作用更明显;相较4019型,4106型润滑油使轴承轴向/径向刚度增大;陶瓷滚珠轴承轴向/径向刚度比钢滚珠轴承大,且与转速呈近似线性关系.     

负游隙四点接触球轴承的刚度计算

分析了负游隙四点接触球轴承分别承受纯径向和纯轴向载荷时的载荷分布,根据Hertz理论的载荷与变形关系,推导出了负游隙四点接触球轴承径向和轴向刚度的计算公式,以QJ1830轴承为例进行了分析计算,并对正、负游隙时轴承的刚度进行了对比,结果显示负游隙时轴承的径向和轴向刚度均得到提高。     

圆锥滚子轴承轴向定位预紧刚度计算

研究轴向定位预紧状态下圆锥滚子轴承的刚度计算方法。首先，由轴向载荷作用下轴承内外圈相对位移及力平衡关系，推导圆锥滚子轴承的轴向刚度计算公式；其次，由轴向定位预紧轴承受径向载荷时各滚子的变形，推导出轴承的径向刚度计算公式；并且，经合理近似给出上述径、轴向刚度公式的简便计算公式，最后，将公式的计算结果同实验数据作对比，表明公式的误差较小，可以实际应用。     

客车用空气弹簧的刚度特性试验分析

分析了空气弹簧的刚度特性,对某膜式空气弹簧进行了试验,得出了在初始充气压力0.2~0.5 MPa的加载时间与垂向载荷关系曲线、加载时间与内部气压关系曲线及位移与载荷的关系曲线,并进行了比较分析;再通过最小二乘法对不同压力下弹簧有效面积和有效容积随垂向位移变化关系进行拟合,得到了对应的(非)线性多项式,为控制车辆悬架刚度打下了基础。     

DANA定轴式变速器用截锥螺旋弹簧刚度仿真分析

截锥螺旋弹簧是某公司的MHR-3200系列变速器中的一个关键零件,其结构紧凑,稳定性好,工作过程中承受较大载荷使刚度呈非线性[1]。应用SolidWorks Simulation对截锥螺旋弹簧的刚度进行仿真分析,得到了弹簧在工作载荷作用下的变形规律及具有非线性特征的刚度曲线。在载荷较小时特性曲线是直线;当载荷逐渐增加时则呈非线性,这与标准的截锥螺旋弹簧特性曲线无明显差异,证明了分析结果的正确性,为截锥螺旋弹簧的RE设计打下基础,也为其失效后的重构和修复提供了依据。     

高速电主轴支承刚度计算及模态分析

以某型号数控磨床用高速电主轴为研究对象,基于滚动轴承静力学推导了高速电主轴常用支承—角接触球轴承计及预紧接触角变化的径向刚度和多联组配轴向刚度计算公式,结果显示该计算公式比现有文献中相关计算更准确,讨论了轴向预紧力对支承刚度的影响规律。在得到支承刚度的基础上,在ANSYS中采用弹簧单元COMBIN14模拟主轴轴承支承,基于ANSYS对主轴部件进行了不同轴向预紧力和不同转速下的模态分析,讨论了转速和轴向预紧力对电主轴模态的影响。     

大型型钢轧机接轴弹簧力学性能分析

基于大型型钢轧机接轴托架系统的受力分析,得到平衡状态下弹簧所受载荷.在此基础上建立弹簧三维实体有限元模型,计算弹簧在压缩载荷作用下的变形和应力分布,对弹簧的强度和刚度进行校核.分析结果表明,接轴弹簧强度和刚度均满足设计要求.