指锥环面包络蜗杆形成原理分析

本文以微分几何，空间啮合理论为基础，首次推导出指锥环面包络蜗杆传动中，母锥面接触线分布区的数学表达式，给出了接触线分布区域的范围，为这类包括蜗杆传动中锅轮滚刀的设计制造提供了理论基础。     

平面包络环面蜗杆副的参数优化设计

提出了平面包络环面蜗杆副参数优化设计的原则和目的,建立了一个优化模型,采用复合形法实现了主要参数的优化设计,并成功地编制了平面包络环面蜗杆副的优化设计程序．     

考虑弹流润滑影响的表面局部缺陷中介轴承动力学建模

航空发动机中介轴承位于发动机高、低压转子之间,其内、外环随高、低压转子同向或反向旋转,相对转速高和润滑条件恶劣造成中介轴承故障频发。针对表面局部缺陷中介轴承的振动故障诊断,考虑弹流润滑影响和时变位移激励,提出了一种带局部缺陷的中介轴承动力学建模方法。采用双转子实验台开展中介轴承外圈故障模拟实验,采集振动信号并进行分析。对比动力学模型数值模拟结果和故障轴承实验结果,验证了所建动力学模型的准确性。基于所建立动力学模型对有、无润滑的中介轴承在不同缺陷尺寸条件下的振动响应进行数值模拟。研究结果表明:该模型能够准确模拟中介轴承在不同状态、不同缺陷尺寸下的振动响应变化规律,可用于中介轴承故障机理分析。     

微尺度气体润滑的非平衡流效应分析

微尺度气体润滑中,引起微尺度气体润滑压力降低的原因在于润滑流的非平衡流效应。微尺度气体润滑的非平衡流效应不仅会引起壁面气流速度滑移,而且会引起润滑气流热通量的变化。本文首先给出了基于Boltzmann矩方程的微尺度气体润滑模型(矩方程润滑模型);其次,与FK润滑模型和直接模拟Monte Carlo方法的分析结果比较,验证基于矩方程润滑模型的有效性;再次,基于矩方程润滑模型,分析不同轴承数情形下微尺度气体润滑的非平衡流效应。研究表明,随着轴承数的增大,微尺度气体润滑的非平衡流效应增强,表现为壁面速度滑移及热通量均增大。与壁面速度滑移的变化相反,随着轴承数的增大,非平衡流效应引起气膜压力及承载力的变化较小。这一反常现象的原因在于气体的可压缩性。     

内嵌倾斜压电柱复合材料板的压电振动特性分析

针对1-3型内嵌倾斜压电柱复合板结构,建立压电复合板结构的有限元模型,并推导出变形关系和形函数;应用拉格朗日方程,建立了单元结构的运动方程。针对不同倾斜角度压电柱复合板进行有限元仿真分析,研究了复合压电板的正压电特性,并对复合压电板的能量损耗因子进行分析。研究结果表明：在相同压力下,压电柱的倾斜角度对复合板的弯曲模态频率影响较大。随着压电柱体倾斜角度的增大,模态频率降低,弯曲变形增大;同时,倾斜柱体棱长变长,产生电压增大。悬臂板在压力作用下,沿宽度方向产生反对称电势。在压电陶瓷柱的倾角达到57时,损耗因子达到最大。采用内嵌式倾斜压电柱复合板结构,降低了压电板的脆性,保证大尺寸压电板的结构均匀性和应用。     

载流悬臂柱壳的非线性数值分析

针对在电磁场和机械场耦合作用下的载流柱壳的非线性变形问题的数值解法进行了研究。给出了载流柱壳在耦合场作用下的几何方程、物理方程、二维电动力学方程、磁弹性非线性运动方程和洛仑兹力表达式,建立了差分格式和线性化迭代方程,给出了这些方程的数值解系统,并以悬臂柱壳为例,计算了该壳在电磁场和机械载荷耦合作用下的应力及变形;讨论了其应力及变形与外加电磁参量之间的关系;证明了变化电磁参量可以对壳的工作状态实施控制。     

考虑发动机系统动力学与动力润滑耦合的活塞拍击分析

为降低活塞拍击、改善发动机振动噪声性能,考虑活塞-缸套表面粗糙度对润滑状态、活塞运动及活塞拍击影响,基于膜厚比建立活塞缸套动力学分析模型。结合考虑活塞、连杆、曲轴及缸体耦合振动的发动机系统动力学分析模型,建立考虑发动机系统动力学与动力润滑的活塞拍击分析模型,探讨活塞拍击现象。与传统的活塞-缸套非线性动力学分析模型进行对比分析,并结合缸体振动响应实验数据,讨论理论模型误差原因。     

柱式负荷传感器的摆动支承振动分析

动态称重条件下,柱式负荷传感器的支承方式可分为弹性支承和摆动支承。动态称重时,摆动支承的称重系统表现出显著的振动特性,影响称重准确度和负荷传感器的疲劳寿命。针对摆动支承柱式负荷传感器,分析其运动特性得出摆动支承的稳定性条件,得到摆动支承下回复力与摆动角及施加的竖向力近似成正比的关系。利用达朗贝尔原理建立柱式负荷传感器摆动支承振动的动力学控制方程,分别对其自由状态和动态称重状态的动力学响应进行数值计算,得出支承振动振幅和回复时间的影响因素,为动态称重准确度的分析提供参考,同时也可作为称重系统减振的设计依据。     

柱式负荷传感器的摆动支承振动分析

动态称重条件下,柱式负荷传感器的支承方式可分为弹性支承和摆动支承。动态称重时,摆动支承的称重系统表现出显著的振动特性,影响称重准确度和负荷传感器的疲劳寿命。针对摆动支承柱式负荷传感器,分析其运动特性得出摆动支承的稳定性条件,得到摆动支承下回复力与摆动角及施加的竖向力近似成正比的关系。利用达朗贝尔原理建立柱式负荷传感器摆动支承振动的动力学控制方程,分别对其自由状态和动态称重状态的动力学响应进行数值计算,得出支承振动振幅和回复时间的影响因素,为动态称重准确度的分析提供参考,同时也可作为称重系统减振的设计依据。     

整体四柱式力传感器弹性体的有限元分析

整体四柱式力传感器因其弹性体结构具有诸多优点,近年来国内有少数力和称重传感器厂家开始设计并生产此类产品,但是因其制造及贴片工艺要求较高,传感器整体准确度呈现较大的离散性,难以生产出大批量的高精度产品.通过建立整体四柱式弹性体结构的三维模型,运用有限元分析软件Algor分析了该结构的线性特性和偏载时的应力应变情况,并根据分析结果提出了在设计过程中的几点改进建议,为对该结构进行进一步研究和对传感器生产厂家改进工艺等提供了参考.     

多股流缠绕管式换热器的结构分析

本文介绍了国内缠绕管换热器的发展历程及应用领域,介绍了多股流缠绕管式换热器的结构形式,不同结构的特点。针对这些特点进行分析,并重点介绍了多股流缠绕管式换热器的管板结构、中心筒的型式以及它们的优缺点,还介绍了这些特点的制造复杂性。     

考虑套管边界和液柱高压的射孔液压力脉动规律分析

射孔爆轰冲击和压力脉动常引发射孔段管柱振弯、振断等事故。考虑射孔液高压、狭长套管边界对冲击波传播的影响,考虑射孔弹密集排列引起干扰的影响,考虑相变界面冲击波传播的连续性,基于Tait方程,建立冲击波初始压力分析方法;考虑套管狭长边界条件限制,阐明冲击波传播规律,构建直达冲击波分析方法;基于波的反射原理,建立套管交界面、射孔液参数的近似图解和波反射的分析方法;应用直达和反射波的叠加原理,建立压力脉动分析方法。经过实际射孔井验证表明,反射波压力明显大于入射波,反射波压力随爆距增大而减小;射孔弹按16孔/m排列,附近4颗弹将对某弹产生的冲击波存在影响,其余可忽略;压力衰减时间增长了30μs。     

考虑粘结-滑移与剪切作用的钢筋混凝土柱侧向变形分析

钢筋混凝土柱在地震作用下发生弯剪破坏或剪切破坏,是结构丧失轴向承载能力甚至突然倒塌的重要原因。大量的试验研究显示钢筋混凝土柱总侧向变形由弯曲变形、粘结-滑移变形、剪切变形三种变形分量组成,这三种分量的共同作用决定了钢筋混凝土柱的受力变形反应。该文基于对构件变形分量研究,提出考虑粘结-滑移与剪切作用的钢筋混凝土柱侧向变形的宏单元模型。该模型模拟了静力反复荷载下的3个钢筋混凝土柱的试验模型,并对构件受力过程中各变形分量的变化以及各分量在总变形中的贡献进行了分析。结果表明该模型可以较准确的模拟水平荷载作用下剪切控制构件的受力变形反应全过程。     

倾斜支撑条件下两端铰支输流管道的振动响应特性分析

研究不同倾斜支撑条件下两端铰支输流管道的振动响应特性。建立了与竖直方向夹角为θ支撑条件下两端铰支输流管道的运动学方程;在无运动约束时,给出了系统振动响应的分岔图,分析了振动响应随支撑角度变化的演化特征;通过与无约束情形的对比分析,讨论了运动约束和重力参数给系统振动响应带来的影响。结果表明,随支撑角度的改变,系统振动响应产生分岔现象是普遍的,并且运动约束可适度减小振动响应幅值,较大重力参数会使斜支管道振动响应特征趋于单一,可通过调节相应参数值来改变管道振动响应的特征。     

多室式钢管混凝土T 形短柱的非线性分析

通过定义等效方形截面和改变混凝土强约束区、弱约束区界线底角来衡量多室式T形截面内钢材对混凝土的整体约束作用,依据轴压试验结果修正了Mander 约束混凝土模型中有效侧向约束力及下降段的表达式,建立了核心混凝土的本构关系。应用ABAQUS 对8 个多室式钢管混凝土T 形短柱试件的轴压性能进行了模拟,模拟结果与试验数据的对比表明,该本构关系能较好地适用于对构件性能的非线性分析。在此基础上探讨了构件中钢材和混凝土的共同工作情况,发现其工作机理与其它截面形式的钢管混凝土柱较为一致。将多室式钢管混凝土T形柱视为由3个矩形钢管混凝土部件折减钢板后组成,应用叠加原理得出了构件的强度承载力公式,可供实际应用参考。     

考虑碳排放的多式联运路径优化算法比较与分析

货物运输规划中节能减排一直是货物运输中的关键问题,多种运输方式的组合是实现远距离货物运输的一种有效绿色解决方法,绿色多式联运近年来受到越来越多的关注。在考虑多种运输方式碳排放量最小、时间最短和成本最低的基础上,运用提出的基于Dijkstra-GA混合算法和模拟退火算法(SA)分别对集装箱的运输方式进行组合优化,并结合实际算例提出绿色多式联运组合的路径规划方案。仿真实验结果表明遗传算法结果更优,验证了该算法和模型的有效性与实用性,可快速有效地为货物运输规划提供决策支持。     

基于混合均质模型的气液两相流润滑动静压轴承性能分析

依据所建立的从全液体状态经混和介质状态,直至全气体状态的连续汽化流体属性模型,联合广义雷诺方程及全能量方程,从理论上对处在连续变化低温介质条件下的径向动静压轴承的静动特性进行研究。研究结果表明,由于两相流条件下的流体压缩性发生了极大变化,因而使得处在该条件下的轴承性能不再满足全液体或全气体介质润滑下的轴承性能规律。     

空腹式型钢混凝土异形柱中框架受力机理的有限元分析

在试验研究的基础上, 采用通用有限元软件ABAQUS对空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱中框架在单调荷载作用下的受力机理进行了研究。计算和分析了该结构的水平荷载-位移骨架曲线;对结构整体及节点核心区等关键位置在加载结束时的变形进行分析, 并与试验结果进行对比。分析表明, 有限元计算曲线与试验实测曲线吻合较好, 结构有限元模拟的最终变形与试验结果较为一致, 验证了建立的有限元模型的合理性。对结构受力全过程典型时刻、典型位置处的混凝土及型钢截面应力分布和发展规律进行了分析, 揭示了空腹式SRC异形柱中框架的受力机理, 可为这类结构的设计及其工程应用提供参考。     

液化场地桩柱式基础桥梁结构地震反应的敏感性分析

地震反应的有效估计是液化场地桥梁结构设计、加固改造的必要环节,但通过数值模拟手段获得的结果易受模型参数变化的影响。为探究影响液化场地桥梁结构地震反应的控制性参数,该文首先建立了某离心机试验的场地-结构整体有限元模型,通过数值分析与试验结果的对比验证了数值方法的可靠性;然后,建立了上覆粘土层-松砂层-密砂层的典型倾斜液化场地-桩柱式桥梁结构有限元模型,采用龙卷风图和一次二阶矩方法,以场地和结构的主要物理性质为分析参数,进行场地、结构地震反应的敏感性分析。结果表明：场地、结构的地震反应与各分析参数大体上呈线性或低非线性的变化关系;在所研究的参数中,液化松砂层的内摩擦角、土层倾角和地震峰值加速度为控制性参数,而密砂层各参数和钢筋、混凝土强度参数的敏感性均很低。研究结果可对液化场地桥梁结构地震反应的准确估算,振动台、离心机模型试验的工况优化提供科学参考。     

考虑箍筋约束效应的快速轴压加载下钢筋混凝土短柱性能数值分析

为了研究在地震作用下应变率效应对约束钢筋混凝土轴压短柱力学性能的影响,该文建议了同时考虑应变率效应和箍筋约束效应的混凝土塑性模型等效单轴受压本构曲线,建立了分析约束钢筋混凝土轴压短柱在快速加载下动力行为的有限元模型。通过模拟结果与文献中试验研究结果的比较,表明该模型可有效描述约束钢筋混凝土短柱在地震作用下考虑混凝土材料应变率敏感性时的力学性能,建议的等效单轴受压本构曲线是合理的。利用该有限元模型,分析了配置箍筋构形、箍筋间距和纵筋配筋率这三个可影响约束效应的参数对约束钢筋混凝土短柱在考虑率效应时的力学性能的影响。结果表明随应变率的提高,轴压短柱的承载力明显提高,但延性降低,力-轴向变形曲线下降段变陡。箍筋构形、间距以及纵筋配筋率对约束钢筋混凝土轴压短柱的动力力学性能具有重要的影响。