机械产品精密配合中的选配方法研究

在对配合精度要求较高的产品(或部件)进行装配时,为了得到它的最优装配组合,运用网络流规划建立了一种特定装配关系的选配模型,通过合理定义模型网络的中间点、弧的容量和方向以及模型的一般约束条件,将最优装配组合的问题转化成网络最大流问题。结合关联图模型和产品层次装配模型的特点,建立了一种便于选配模型求解的装配模型,采用了分层自底向上的选配方法,利用选配模型进行局部选配最终获得最优解。并通过实例对上述方法进行了验证。     

第一章 滚动轴承的基本结构与类型

滚动轴承是广泛应用于各类机械中的基础元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈通常装配在轴上，并与轴一起旋转。外圈通常装在轴承座内或机械部件壳体中起支承作用。但是在某些应用场合，也有外圈旋转，内圈固定或者内、外圈都旋转的。滚动体在内圈和外圈之间滚动。     

汽车轮毂轴承外圈组件自动装配装置的研制

第三代汽车轮毂轴承外圈组件包括轮毂轴承外圈和带有滚动体的保持架,其外形复杂不便于实现自动化装配,为解决这一问题,研制一款全自动装配装置.介绍该装置的机械结构;控制系统的整体规划;对带有滚动体的保持架供料机构进行优化;利用Adams验证优化后的机构是否满足预期;将研制出的装配装置应用于企业进行生产试验.结果表明:该装配装...     

自旋条件下角接触球轴承的弹流润滑分析

为研究自旋状态下角接触球轴承参数对弹流润滑性能的影响,建立角接触球轴承中考虑自旋运动的弹流润滑模型,分析角接触球轴承的内沟槽曲率半径系数、内圈接触角、外圈接触角、滚动体数目及转速等参数对弹流润滑性能的影响,并分析固定参数下影响自旋速度和旋滚比的主要因素。研究结果表明:随着内沟槽曲率半径系数的增加,接触半径逐渐减小,油膜厚度略微减小,而油膜压力明显增加;随着内圈接触角的增加,油膜的不对称性明显增强,而随着外圈接触角的增加,自旋速度在0°~70°之间逐渐减小,在70°~90°之间逐渐增大;轴承滚动体的数目越多,单个滚动体所受的载荷越小,油膜厚度越大,中心油膜压力越小;角接触球轴承中,影响自旋速度的主要因素为轴承内圈速度及内、外圈接触角的大小,影响旋滚比的主要因素为内、外圈接触角的大小。     

滚动轴承动力学仿真与分析

为研究滚动轴承的动态特性和振动特性,在ANSYS/LS-DYNA中建立了滚动轴承有限元模型,对外圈固定,内圈施加压力和转速,实现了滚动轴承的显式动力学仿真,得到了滚动轴承的应力分布和动态响应。仿真结果表明,滚动轴承最大应力出现在滚动体与内圈和外圈接触处,滚动体的最大线速度和最小线速度分别出现在滚动体与内圈和外圈接触点上,滚动体受到的应力最大,保持架的应力变化最为剧烈。     

深沟球轴承动态接触特性有限元仿真分析

利用LS-DYNA建立了适用于行星减速机构中支撑行星轮的深沟球轴承的多体动态接触有限元模型,基于显式动力学有限元法,综合考虑了轴承外圈运转速度,径向载荷和行星架运转速度的影响,对轴承滚动体在不同工作条件下的动态接触特性(位移、速度、应力及接触力)等进行了仿真分析,得出了轴承的动态接触响应。研究表明,轴承中滚动体在运转过程中存在着公转与自转运动,与外圈和内圈接触时出现最大线速度和最小线速度。最大应力发生在与内外圈接触时,且最大应力受转速影响小,将赫兹解与仿真解进行比较,说明了分析的可行性。滚动体与保持架的接触力波动最大,数值最小;与内外圈接触力波动小,数值与径向载荷基本相同。     

高速滚动轴承接触应力与变形分析

针对高速轴承中现存的失效问题,采用有限元方法,利用ANSYS Workbench软件,建立高速滚动轴承三维分析模型。在合理的边界条件下,对模型中各个滚动体与轴承内、外圈接触应力和变形进行数值计算,从而得到各个滚动体与轴承内、外圈的接触应力及变形量,以及3号滚动体与1号滚动体的对比图,得出了相同增量下各个滚动体的接触应力和接触变形的变化情况。同一力下不同滚动体的接触面积变化情况。计算结果与赫兹理论解接近一致,表明建立的模型及边界条件合理,准确。求解得到的各个滚动体的接触应力和变形为滚动轴承的失效形式分析与设计提供理论依据。     

圆柱滚子轴承装配互换性的工艺要求

根据实际加工后的同批内圈滚道直径最小、最大偏差值和游隙最大、最小值，得出滚动体内切圆直径最大和最小偏差值，再结合各组滚子的实际偏差值来确定外圈滚道直径偏差值，按此值加工后，可保证该批轴承的装配互换性，给出了具体计算公式及步骤。     

滚动轴承故障的显式动力学仿真与接触特性分析

故障的存在会恶化轴承内部接触状态,影响其动态特性。为了揭示存在故障时滚动轴承内部接触状态的变化规律,以滚子轴承NU306为研究对象,建立了故障轴承(含内圈故障、外圈故障和滚动体故障)的非线性接触多体动力学有限元模型,采用显式动力学算法对轴承运行过程进行仿真,获得了滚动体与套圈及保持架接触力的变化曲线,揭示了故障对轴承内部接触状态的影响规律。研究结果表明:轴承故障会导致滚动体与套圈的接触力出现波动,内圈故障时波动频率最高,滚动体故障时波动频率最低,且套圈故障时接触力大于正常轴承;外圈故障导致滚动体与保持架接触力的幅值变化最大,而滚动体故障导致的波动频率最高。仿真结果与实验结果吻合良好,验证了有限元模型的有效性。     

双列圆锥滚子轴承拟动力学分析

为得到较准确的高速动车轴箱轴承动态性能,考虑了轴承内部摩擦,润滑剂以及保持架等因素,利用Python语言求解所建立的双列圆锥滚子轴承(5+3n)自由度拟动力学模型,得到轴承各滚动单元角速度和内外圈接触面相对滑动速度的分布,对不同游隙下滚子打滑率和内外圈PV值动态性能进行了研究。结果表明:随着轴承负游隙的增大,滚动体与内圈接触载荷增大,滚子打滑率逐渐降低;滚动体与内圈相对滑动速度较大,PV值明显大于外圈;与内圈相比,滚动体与外圈接触处产生的热量明显小于内圈处。     

基于神经网络与遗传算法的关节轴承挤压模具优化

针对实际生产中关节轴承内外圈间隙分布不均问题,以GEW12关节轴承为例,应用ABAQUS软件对关节轴承挤压装配过程进行了数值模拟。采用BP神经网络建立了挤压模具形状与内外圈最大间隙与最小间隙之差的映射关系。以关节轴承内外圈间隙均匀分布为目标,结合遗传算法,提出了一种集数值仿真、人工神经网络和遗传算法为一体的关节轴承挤压模具型腔优化设计方法。实验结果表明,模具型腔经过优化后,轴承内外圈间隙均匀性得到了很大的改善,轴承金属流动速度更加均匀。     

2-m望远镜装配体的模态优化及随机振动响应

以2-m望远镜的装配体为研究对象,综合利用模态分析和优化设计的方法,将望远镜装配体的结构参数作为设计变量,并以装配体总重量保持不变为约束条件,以正交试验和BP神经网络的方法建立起装配体的一阶共振频率为目标函数,通过遗传优化计算,得到了一组合理的结构参数搭配,使得其一阶共振频率提高了10.27%,更不易发生共振。为对比优化前后望远镜装配体结构的性能,通过随机振动响应分析,证明了优化后的结构动态刚度增大,振动响应相应减小了。     

Dynamic characteristics of the mockup of the fuel assembly in coolant flow

During exploitation, fuel assemblies are subjected to vibration loads caused by vibrations of intracase devices, pressure pulsations, acoustic waves, and turbulent flow of the coolant. Vibrations of the fuel assembly can be the cause of damage to its details, particularly, fuel elements and spacer lattices, because of their wear. Therefore, one requirement for the project of the fuel assembly of AES-2006 reactor installations is vibration strength and resistance throughout the service life of the fuel assembly in the reactor. The vibration strength and fuel assembly strength are substantiated by computational-experimental methods using the results of the experimental modal analysis of the full-scale mockup for verification.     

两种密封结构橡胶密封圈密封性对比分析*

以发动机出水口处螺栓预紧橡胶密封结构为例,分别建立橡胶密封圈在三孔和四孔螺栓装配结构下的有限元模型,利用有限元软件ABAQUS对比分析橡胶密封圈在不同螺栓装配结构下在不同工作温度下的密封性能和应力状态。结果表明:随着温度的升高,三、四孔螺栓预紧结构下密封圈的von Mises应力、接触应力、最大真实应变及接触宽度均逐渐增大;各工况下采用三孔和四孔螺栓装配结构时密封圈的密封性能相差不大且均满足密封要求,但采用三孔结构时密封圈具有更小的von Mises应力,有利于提高密封圈的使用寿命。     

活塞环-缸套二维润滑特性的研究

基于二维平均流量模型和微凸体接触模型，研究了活塞环的二维润滑特性，并考虑了活塞系统偏摆、润滑油粘度变化及表面粗糙度等因素的影响。通过计算获得了活塞环－缸套间油膜厚度的二维分布。结果表明，油膜厚度沿周向是不均匀的。本文还对活塞环开口位置及偏摆的影响做了定量的分析。     

基于workbench的滚筒洗衣机内简组件有限元分析

前装式滚筒洗衣机内筒悬臂梁的结构特点,决定了其在洗涤、特别是脱水过程中要承受相当大的应力和应变。运用proe和workbench分别建立了内筒组件的3D模型和有限元模型。给出了偏心载荷沿内筒轴向的正态分布假设,对洗衣机在额定脱水转速、最大洗涤容量的情况下进行了静力学和模态分析。得到了内筒组件的应力分布图,分析了应力集中产生的原因。在分析的基础上给出了相关改进建议,同时给出了不同转速下内筒组件前三阶振动频率。     

MODAL TESTING AND FINITE ELEMENT MODELLING OF SUBSYSTEM IN HARD DISK DRIVE

Residual vibration is one of the primary mechanical problems that affect the dynamic characteristics of the head actuator assembly in hard disk drives, and the data access speed and positioning resolution. This paper presents the experimental modal testing and finite element modelling that are tailored to vibration testing in the head actuator assembly. The special excitation method has been applied for modal testing of the head actuator assembly, based on voice coil motor without altering the modal property of the structure in actual operating condition. The finite element models of the head actuator assembly have been developed, and various modes have been analysed. It is shown that the dynamic characteristics of the head actuator assembly are very complicated, in particular the vibration due to the lateral quasi-rigid body mode caused by the flexibility of the pivot, and mass and structure of the head actuator arm. It is thus essential to develop effective approaches to reduce the vibration of the lateral quasi-rigid mode and improve the dynamic characteristics of the head actuator assembly, so that high-performance HDD can be developed.     

汽车水泵总成的动态特性研究

利用有限元软件Ansys模态分析功能,在对某汽车水泵总成建立三维实体模型的基础上,对其进行约束模态分析,计算汽车水泵总成的前7阶固有频率和相应振型,并与试验模态相比较,证明计算模型的合理性。通过模态分析为该水泵的结构优化提供理论依据,并为解决汽车水泵总成的泄漏问题提出改进措施。     

风电机舱组装胎具有限元分析及优化

针对风电机舱组装胎具的结构特点,利用有限元软件对其进行参数化建模并进行静力分析、模态分析,在此基础上研究胎具结构的应力分布和振动情况,找到结构中的薄弱环节,通过合理布置胎具结构内支撑梁的位置对其进行结构优化。仿真结果表明,优化后的胎具应力分布均匀,最大变形量减小,重量减轻。