封闭力流式齿轮试验台的静态和动态载荷特性

本文把封闭力流式齿轮试验台看成具有制造误差的实际机构、并且在静态和动态的条件下,载测了齿轮试验的的荷特性数据,从而提出了若干反映齿轮试验台的精度等级的具体性能指标。这就是:一、静态精度指标——静扭矩极差、静载荷波动率、卸载率和静效率等;二、动态精度指标——运转系数、载荷相对变动率、起动过载系数和传动效率等。此外,本文还根据实测的数据,提出一些改善齿轮试验数据准确性的具体办法。     

点线啮合齿轮短期过载的强度计算

参照渐开线圆柱齿轮静强度计算方法,提出点线啮合齿轮短期过载的强度计算方法.在短期过载最大接触应力计算中,提出两种情况下的计算方法.修正了短期过载最大接触应力计算公式,增加了考虑凹凸齿廓接触情况的两个系数(凹凸齿廓接触线长度变化系数和单对齿C点载荷系数).修正了大齿轮的短期过载齿根弯曲应力计算公式,在公式中增加大齿轮弯曲...     

不同质量块布局双端固支梁的等效弹簧系数的热效应

通过理论研究和有限元仿真分析了热效应对两种不同质量块布局的双端固支梁的等效弹簧系数的影响,两种质量块分别布局为质量块与梁对称布置和质量块位于梁平面一侧布置。 推导了双端固支梁等效弹簧系数随温度的变化公式,仿真分析了双端固支梁-质量块系统的一阶固有频率以及质量块在静载荷作用下的位移。通过固有频率及载荷-位移两种方式,分别得到了两种布局下的质量系统在不同温度下的等效弹簧系数。对于质量块对称布置和单侧布置,根据一阶固有频率得到的等效弹簧系数随温度的变化与理论分析都吻合;而利用载荷-位移得到的等效弹簧系数随温度的变化,需要对位移进行修正。计算结果表明,对于质量块位于梁一侧的系统,温度变化对其等效弹簧系数有重要影响,质量块的不对称会在温度变化时产生对梁的弯矩作用,从而使质量块产生位移,造成微机电传感器和执行器输出信号的改变。     

基于LMS Virtual.Lab的货车转向架疲劳性能仿真研究

为了快速完成铁路货车转向架构架的虚拟疲劳试验,提出了一种采用LMS平台基于UIC510-3标准的疲劳试验仿真方法.首先对转向架构架进行有限元建模,依据UIC标准确定边界条件;其次通过模拟在超常载荷工况下的静态承载载荷,对其结构静强度进行评价;最后模拟车辆在主要运营工况下的动态循环载荷,运用LMS平台进行疲劳试验仿真及评价.计算结果表明:该转向架构架具有良好的抗疲劳性能,其疲劳性能满足设计要求.该方法对轨道交通装备的疲劳性能的预测有较好的应用价值.     

冲击电钻小模数齿轮在冲击载荷作用下的仿真实验

以冲击电钻变速齿轮箱为研究对象,采用有限元方法分析电钻中的小模数齿轮在冲击时所引起动载荷及齿轮的动态特性分析,分析比较在相同的静载荷作用下的静应力状态.     

空投通信指挥车缓冲技术研究

空投作业的冲击载荷具有过载大、脉冲宽的特点,对空投电子设备的加固提出了新的要求。文中通过地面模拟试验对通信指挥车辆空投系统缓冲特性进行了研究和分析,建立了空投作业动力学模型,推导出载车空投系统冲击载荷表达式,提出了提高空投设备长周期过载适应能力的设计方法,并以此为依据设计了空投缓冲系统。试验结果表明,该系统减震缓冲效果较好,能够满足通信指挥车辆的空投作业要求,对车辆空投系统设计人员具有重要参考价值。     

连续弹性体水载荷加载方案有限元分析

当水上飞机着水时,机身船体会承受撞水载荷。在飞机结构强度试验中,按照适航规范中水载荷的试验要求,可以用静载荷模拟机身船体的水载荷。由于船体双曲面结构、水载荷分布复杂等特点,采用传统的离散集中力来加载存在结构局部损伤风险。针对上述试验风险,提出了连续弹性体水载荷的加载方法,建立两种机身船体受载模型进行有限元仿真,分析计算结果可为水上飞机着水情况试验提供参考。     

引信过载随机过程计算机模拟

在对引信发射过载随机过程进行详细研究的基础上,根据模糊理论中信息扩散的原理提出了一种模拟任意温度下引信发射过载的算法。为了使计算出的理论过载更接近于实际发射过载,采用了白噪声加噪的方法,最后通过动态测试试验计算出弹体引信部位对发射过载的响应,从而实现了对引信实际发射过载的模拟,并基于这种思想设计了引信过载随机过程计算机模拟程序。为了验证算法及程序的有效性,对某榴弹炮发射时引信所受的过载进行了模拟,结果与实测引信发射过载基本吻合,达到了研究的目的。     

基于数值模拟的小孔节流空气静压轴承静动态特性研究

为了提高小孔节流空气静压轴承的静动态性能,基于流体力学和固体力学的基本控制方程,建立小孔节流空气静压轴承双向流固耦合数值模拟模型;采用静态数值模拟方法获取了设计参数对承载力和刚度的影响规律,进一步对微气膜间隙内三维流场特性进行了分析,有效降低了微气膜间隙内气体冗余现象对空气静压轴承动态稳定性的影响,并在数值计算的基础上对空气静压轴承结构和工作参数进行优化设计;在气体静压试验平台上对自行研制的空气静压轴承进行静动态特性测试。试验结果表明:所提出的数值模拟方法具有很好的预测效果;所采用的优化设计方法能够显著提升空气静压主轴的静动态特性。     

基于ADAMS的冰箱压缩机曲轴配重块动态优化设计

随着家电行业的不断发展,冰箱对压缩机的降噪要求越来越高。影响压缩机噪音的因素很多,其中压缩机零件振动是其主要来源之一。因此,从抑制压缩机零件本身振动角度出发,提出基于ADAMS仿真的曲轴配重块动态优化设计方案。以某型号冰箱压缩机曲轴设计为例,根据曲轴结构的设计空间布局要求,为了保证曲轴本身的静平衡,使曲轴本身质心位置位于曲轴回转轴线上,避免因偏心距导致的不平衡载荷,首先确定六种配重设计方案,然后基于运动学仿真,在对运动部件不施加外载荷及施加外载荷条件下,对比曲轴与气缸座之间XYZ三方向作用载荷,结果表明当考虑外载荷时,曲轴与气缸座XYZ三方向作用载荷将发生较大变化。因此,在进行曲轴配重块优化设计时,应考虑外载荷的影响。最后结合静平衡设计,优化得到曲轴配重块的最佳设计尺寸。     

基于拓扑优化的加工中心十字滑台结构设计

基于零件结构静态和动态性能及轻量化的总体设计目标,利用结构拓扑优化方法完成了立式加工中心十字滑台的结构设计,解决了零件结构静、动刚度不足问题及质量过重导致的机床加速性能不良等问题。首先,详细分析了十字滑台的工况。其次,针对同时满足十字滑台具有良好的静动态性能并减轻其质量的设计需求,采用结构的柔度最小和基频最大为目标函数以及体积比为约束的多目标、多工况的结构拓扑优化方法,进行了十字滑台的结构拓扑优化设计,获得了其结构构型。最后,分析并对比了十字滑台新结构和原有结构的刚度、固有频率、质量及机床加速性能,验证了新结构具有良好的性能。     

后机身静力试验加载端盖设计与优化

根据加载端盖需要满足的试验加载以及约束要求,设计了一种后机身静力试验加载端盖结构。采用梁单元模拟加载端盖中的螺栓连接,板壳元模拟加载端盖中的对接端板、"工"字型钢以及盖板的建模方法,对其进行有限元分析,给出分析结果和强度校核结论。最后根据有限元分析结果,针对"工"字型钢安全系数低的问题对其进行了优化,最终使其达到设计要求,为该型飞机后机身静力试验加载端盖的设计优化提供了重要支持。     

弹性胶泥冲击加载缓冲器设计

在进行火炮后坐运动动态模拟实验时,为了使被试火炮产生与实弹射击相同的后坐动态响应,需要对冲击加载载荷进行控制。通常可在冲量发生器和后坐部分之间加装缓冲器,利用缓冲器的刚度特性,控制传递到后坐部分的载荷,以实现与火药燃气形成的炮膛合力相同的变化规律。根据火炮后坐动态模拟实验的需求,应用新型弹性胶泥材料,设计了用于冲击载荷控制的加载缓冲器。利用被试火炮后坐运动的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立了后坐动态模拟试验的仿真模型,对后坐运动及缓冲器参数进行了仿真计算。仿真结果表明,弹性胶泥缓冲器可以较好地实现火炮发射的炮膛合力,满足火炮后坐动态模拟实验的要求。     

小能量多冲法对物理气相沉积膜层机械性能的评价

利用自行研制的小能量多冲试验装置,对物理气相沉积(PVD)方法制备的CrMo合金膜和TiA lN陶瓷膜的结合强度、韧性、内聚强度等机械性能进行综合评价;探讨了膜层性质、冲头几何形状、基材硬度等因素对PVD膜层在小能量多冲条件下失效行为的影响规律;比较了膜层在承受动态多冲与静态压入载荷条件下失效行为的异同;分析了膜层在小能量多冲条件下的失效机制。结果表明:小能量多冲法能够很好地模拟膜层承受动态冲击载荷的服役工况。该方法既可以用于评价硬质陶瓷膜层的机械性能,也可用于合金膜层的力学性能表征;冲击力比冲击周次对膜层多冲失效行为的影响更为显著;四棱锥冲头较球型冲头更易于造成膜层的剥落失效,因而更有利于评价膜层的结合强度;承载能力高的基材有利于提高膜层的多冲抗力;膜层在四棱锥冲头多冲条件下主要发生膜基结合型破坏,而在静载压入条件下的失效则以开裂为主,反映了膜层的韧性及内聚强度。     

基于ADAMS的装载机工作装置动力学仿真方法研究

文中针对装载机工作装置进行动应力测试需要较高的时间与人力成本,以国产额定载重9t装载机为研究对象。提出一种应用虚拟样机技术快速获得装载机工作装置应力特性的方法。在ADAMS中建立了工作装置虚拟样机模型,对工作装置在不同工况下利用Step函数进行多刚体动力学仿真分析,得到的铰点载荷与实测载荷进行对比,验证仿真方法的合理性。利用Ansys生成动臂、摇臂以及连杆的柔性体文件,采用模态叠加法建立工作装置刚柔耦合动力学模型,导入不同工况下实测液压缸位移与铰点载荷,进行了工作装置动力学仿真分析,与Step函数仿真结果对比,结果表明：对于刚体动力学仿真分析,利用Step函数模拟铲装作业可以较好地反映铰点处的峰值载荷。对于刚柔耦合动力学仿真分析,基于实测载荷的最大应力与基于Step函数模拟的最大应力相对误差不超过26%,研究为装载机工作装置的强度分析与结构优化提供参考依据。     

某航空发动机作动筒液压试验台设计研究

航空发动机作动筒通过改变机尾喷口的截面积而直接影响飞机的机动性和起飞、着陆性能,为此需要专有的试验台对其进行流量实验、密封试验、动作均匀性实验,以严格控制其工作可靠性。现有的作动筒液压试验台检测方法落后、准确度和精度低、效率不高。通过重新设计系统原理、采用分体式结构、精确控制油温、选用高精度检测元件等多项措施,对作动筒液压试验台进行了全新的设计,提高了试验台的准确度、精度和效率,并在实际应用中取得了很好的效果。     

轮式移动仿人护理机器人运动稳定性分析

针对护理机器人腰臂配合抱起病人时容易发生倾翻和侧滑的问题,以自主研发的全方位移动仿人护理机器人为研究对象,从静态和动态两个方面研究机器人此阶段的运动稳定性。在没有负载或低速运动工况下,利用重心投影法,分析其静态稳定性;在有负载变化情况下,利用零力矩点理论并结合递归牛顿-欧拉算法,分析其动态稳定性。最后运用ADAMS仿真软件对护理机器人运动过程进行仿真分析,为确保护理机器人的运动稳定性提供理论依据。     

电动客车制动和转向复合驱动机组研制

为了实现电动客车有效利用电能、减轻自身质量、合理优化布局和降低成本等目标,对电动客车技术现状做了分析,提出了一种电动客车空压机和转向油泵复合机组,即采用一台电机同时驱动气压制动系统的空压机和动力转向系统的液压油泵.运用底盘优化布置、负载检测主动适配控制、动态优化设计和防震隔振控制等技术进行设计,通过能耗对比、动态性能、零部件匹配性和控制系统可靠性等试验,结果表明,具有减轻整车质量、节省成本、降低能耗和方便布置等特点.     

Compensation of geometrical deviations via model based-observers

This paper presents a rigid body machine tool simulation that is real-time capable and used in machine tool controls to estimate dynamic dislocations. The rigid body model is parameterized by static stiffness measurements and compared with a simulation in a customary software system RecurDyn. Based on the theoretical consideration, a modal analysis is examined in order to determine the damping properties of the test rig and to verify the control model dynamically. The investigated model of the test rig is afterwards implemented in a Kalman filter and transferred into the machine tool control. The performance of this control is assessed by linear movements. Finally, the dependency of the machine tool behavior on the position and load mass is considered by using the control model.     

Method for Determination of the Inertia Characteristics of Bodies

A method for determination of the mass, of the coordinates of the center of mass, and of the tensor of body inertia was developed. The peculiarity of this method is that we have set for the body under study the rotation and finite fixed linear and angular displacements. The response of the dynamic system of the measuring bench to the changes in the location of the masses of the body and of the test load on a rotating platform contains all the information on the inertia characteristics of the body.