基于集中质量法发动机曲轴系统扭振特性分析

曲轴的非刚体特性决定了扭转振动是不可避免,在设计中必须要加以考虑的因素.针对某四缸发动机扭转振动特性进行分析,采用集中质量法对曲轴轴系进行扭转振动建模,获取系统的特征方程,分别应用并对比了二自由度和六自由度当量系统方法,获取轴系的自振频率和振型,并获取低谐次的共振转速;采用非接触式试验测试,对比曲轴系统试验数据和理论分析数据,获得校准后的发动机轴系扭振计算模型,对比了两种求解模型结果的差异性,并对理论计算结果进行修正.结果 可知:二自由度和六自由度当量系统法均可对曲轴轴系的自由振动特性进行分析,二者的误差在4％以内;在发动机的转速范围内,对于该发动机轴系的主谐次和次主谐次,存在多个共振转速,需要设计专门的扭转减振器进行控制;基于扭转振动实验测试,对曲轴轴系的扭转振动模型进行修正,可以显著提高二自由度和六自由度当量系统法获得的轴系自由振动特性的准确性,二者的误差控制在0.5％以内;同时模型分析与试验测试结果基本一致,表明分析模型的可靠性,为实际设计提供重要参考.     

基于用户需求建模的血压计造型设计

针对血压计设计中的用户需求,结合质量功能展开、卡诺模型等思想,对血压计用户需求的获取和需求建模方法进行研究。通过对用户需求的重要度计算,构建了血压计用户需求权重矩阵和质量屋的结构特征矩阵,给出了外观与结构设计方案,实现了用户需求到产品结构要素的有效映射,验证了该研究方法的可行性,为该类产品的创新设计提供参考。     

基于声固耦合算法的贯流式水轮机轴系振动特性研究

水轮发电机组轴系的振动特性对水轮发电机组的设计具有重要意义。应用转子动力学理论,基于声固耦合算法,考虑轴系中转轮周围水体对轴系振动特性影响,建立轴系转轮湿模态计算模型,以本公司正在设计中的某贯流式水轮机轴系为研究对象,对机组旋转轴系的固有振动特性进行动力学计算,得到轴系前12阶模态固有频率及振型图,通过绘制轴系的Campbell图,得到系统的临界转速,分析判断机组轴系发生共振的可能性。     

基于接触理论的起重机轴系参数化计算平台

针对传统起重机轴系计算方法不能准确预测考虑弯曲、剪切及挤压接触等因素轴系综合应力的问题,提出一种新的基于接触理论起重机轴系强度计算方法,该方法综合采用结构参数化设计和有限元接触计算法,建立了不同跨度和支撑状态的轴系强度和刚度力学计算模型,并借助有限元软件Ansys等软件开发了一套针对起重机轴系强、刚度和接触应力的参数化计算平台,解决了不同轴系应力计算重复繁琐、设计人员工作量大、效率低等问题,为实际工程设计提供计算方法和设计手段。     

舰船推进轴系径向滑动轴承的变温润滑计算

基于流体润滑理论,对某舰船推进装置轴系中非压力供油径向滑动轴承进行了变温度场润滑数值计算,对摩擦力矩、功率损失进行了分析。计算结果表明,舰船推进装置轴系中的轴承摩擦损失功率影响因素的强弱排序为:温度,转速,油品,载荷;在正常情况下轴承摩擦损失功率数量级一般不大,方案设计时取设计工况传递功率的1%仍有一定的裕度。     

基于灰色系统理论的质量屋中动态需求的分析与预测

针对质量功能配置中需求重要度分析方法的不足,提出了多属性决策与趋势预测集成的质量屋动态需求分析方法.通过分析需求信息的模糊性、个性化和阶段多变性等动态特征,将厌色系统理论引入需求处理过程,以数据获取、多属性决策和趋势预测为基本模块,构建了质量屋动态需求分析与预测的集成模型.将客户和市场竞争因月素调查作为数据源,完成基础数据采集,引入灰关联度分析方法,进行客户需求和技术需求重要度分析,运用GM(1,1)模型获取需求重要度的近期发展趋势知识,实现质量功能配置中需求信息的采集、分析和预测.最后,以大型空分成套装备的需求分析为例,验证了该方法的可行性和有效性.     

基于Cruise对某纯电动公交车动力系统匹配与仿真分析

动力性与经济性是车辆基本性能的重要评价指标,也是产品开发过程、用户实际使用过程中重点考虑、关注的内容。根据该车型设计要求的输入,在理论设计和工程经验的基础上对其驱动电机、后桥主减速比、轮胎以及动力电池进行匹配计算。匹配计算得出主要动力总成部件参数后,为充分验证匹配计算结果,提升整车匹配设计的真实性、符合度,在AVL CRUISE软件上搭建该车辆模型,配合道路试验数据库,以相近配置车型在试验场实测行驶阻力为基础输入模型进行仿真分析,证明匹配计算的结果满足设计要求。该仿真分析不仅验证匹配计算是否满足设计指标要求,同时还可以模拟仿真车辆在C-WTVC、CHTC等循环工况下车辆能量消耗状况,循环工况下能量消耗量更加符合车辆实际使用工况,是车辆设计的重要指标;在后续产品性能优化及动力总成配置参数变更等项目开发中,基于软件模型的模块化设计理念,通过修改模型参数能快速获取相关试验项目结果,以满足现如今产品快速迭代背景下短周期的设计实践要求,为企业产品及模块化研究节约成本,缩短周期奠定坚实基础。     

基于Pro/E二次开发的船舶轴系参数化设计研究

结合船舶轴系结构特点进行了轴系特征划分.以Pro/E为开发平台,构建了船舶轴系零件的特征数据库.通过MFC和Pro/Toolkit开发工具相结合的方法,编写了船舶轴系参数化设计程序,实现了船舶轴系的参数化设计.结果表明,该基于Pro/E二次开发的船舶轴系特征参数化设计方法可快速建立船舶轴系三维模型,大幅提高船舶轴系的设计效率.     

分布多质量转子系统的不平衡响应特征

质量不平衡响应分析是转子系统动力特性计算与设计中的重要环节。这里以某汽轮机的涡轮轴系为研究对象,建立一个具有多个分布质量的力学模型,选择具有良好数值稳定性的Riccati传递矩阵法,进行轴系的不平衡响应分析,得到在工作转速和不同转速下,不同偏心质量处于轴系不同位置上时,轴系的不平衡响应。通过分析各种情况下不平衡响应的特性,考察轴系上各点对不平衡量的敏感程度,为该类转子的设计提供参考。     

面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法及系统开发

为有效地提高船舶轴系设计效率,提出面向对象的船舶轴系振动有限元计算方法。采用面向对象技术建立船舶轴系结构类层次模型,利用有限元参数化建模语言实现了轴系结构对象向有限元模型的自动转换,构建了面向对象的船舶轴系振动计算系统。     

设计决策支持的工艺质量知识建模

工艺质量知识是设计决策支持知识的重要组成部分。为设计者提供所需的工艺质量知识有助于设计决策的有效性。在分析机械电子产品设计活动的基础上，详细阐述了设计活动和设计方法的工艺质量知识需求。采用IDEFO方法建立设计活动模型证实了支持设计活动的工艺质量知识流。在此基础上，运用UML方法构建了工艺质量知识对象模型，该模型支持工艺质量知识的获取、组织和管理，可以为设计决策提供不同层次和粒度的工艺质量知识。     

齿轮传动误差测量精度影响因素分析及验证

本文以某具体齿轮传动误差试验台构建为例,借助理论计算和有限元仿真分析方法重点针对光栅安装主轴系结构刚度和台体振动特性进行了分析,得出了关键轴系结构刚度设计满足光栅测量精度需求,且对于测试对象在10阶频率范围内,齿轮传动误差频谱响应与台体不会发生共振,验证了试验台关键轴系和台体结构设计科学性和合理性。     

齿轮传动稳健优化设计系统的实现

在研究稳健优化设计理论的基础上,构建稳健优化设计系统模型,并应用于齿轮传动设计中.利用Visual C 、SQL和UG开发完成其原型系统,该系统主要由产品总体性能的稳健性分析模块、传动稳健优化设计模块、轴系的稳健优化设计模块以及基于UG的齿轮和轴系建模模块等组成,实现了齿轮传动的稳健优化设计,提高了传动机械抵抗外界因素干扰的能力,保证了质量的稳健性.     

基于用户需求导向的智能座舱柔性试验台概念设计集成方法

为解决传统座舱试验台结构同质化及模块化设计不足等问题,采用亲和图法整理了汽车故障及用户初始需求;采用模糊Kano模型进行需求指标权重计算,并结合质量特性要素进行用户核心需求汇总;通过功能分析系统技术(Function Analysis System Technique, FAST)黑箱模型将用户需求转化为功能需求,并引入公理设计(Axiomatic Design, AD)理论与功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure, FBS)模型进行逐级映射,最终确定智能座舱柔性试验台的结构设计要素。该设计过程以用户核心需求为导向,通过FAST-AD-FBS集成方法的应用,克服了传统产品概念设计中用户需求与产品功能结构设计间存在矛盾的问题,为提高产品创新设计的完整性及准确性提供了理论参考。     

星载超光谱成像仪摆镜系统轴系的误差分析与设计

摆镜系统轴系的精度会影响星载超光谱成像仪的成像质量。轴系设计时采用了向心推力球轴承来调整轴系的装配误差。分析了摆镜系统工作时影响轴系精度的几个误差源,包括零件的尺寸误差、同轴度误差、配合误差等,按照误差理论设计并计算了各误差值,得到轴系的径向晃动误差和角运动误差。对加工好的轴系进行精度检测,实验结果符合理论结果,验证了该摆镜系统的轴系结构设计的合理性和可靠性,为该类航天运动部件的轴系结构设计提供了参考依据。     

动车牵引驱动轴系的扭转振动特性分析

动车牵引驱动轴系的扭转振动是影响高速列车运行平顺性和安全可靠性的关键问题之一。着眼于某型动车的牵引驱动轴系,在简要介绍其组成和结构特点的基础上,通过合理的简化和等效措施构建了该牵引驱动轴系的一个具有5个转动惯量和4个扭转刚度系数的集总参数模型;然后,在考虑主从动齿轮啮合关系的基础上,采用刚度影响系数法建立了该集总模型的无阻尼自由振动方程;最后,在MATLAB中编制程序并求解了该牵引驱动轴系的扭转固有频率和振型。在集总参数模型振动方程的基础上,利用MATLAB/Simulink建立了相应的力学仿真模型,计算得到了牵引驱动轴系的扭转加速度和位移伯德图,并通过频响峰值频率验证了集总模型振动方程固有频率求解的正确性。算例结果表明,构建的集总参数模型能有效地模拟动车牵引驱动轴系的扭转振动特性;牵引驱动轴系的扭转共振和疲劳问题主要存在于轴系主动侧。研究工作为进一步开展动车牵引驱动轴系的动态化设计与优化夯实了研究基础。     

基于粗糙集的设计人员知识需求模型及知识推送研究

针对企业知识库中知识推送精确度低的问题,研究基于粗糙集的产品设计知识推送。在对产品设计过程中的知识活动进行分析的基础上,确定设计任务和设计知识的数据结构;利用粗糙集理论从设计人员知识使用日志中计算出设计人员知识需求重要度,构建设计人员知识需求模型;将设计知识、设计任务和设计人员知识需求模型进行匹配,实现产品设计知识的精确推送。以飞机垂尾设计为应用对象,验证了方法可行性。     

基于模块化知识模型的轴系数字化设计方法

以轴系的模块化知识模型为基础,提出了综合结构设计和性能设计的轴系数字化设计方法.综合考虑轴系的结构组成及性能分析类型,对轴系进行了模块化划分,并从功能属性、工作性能、经济性和结构合理性4个方面建立了轴系结构评价指标模型,通过模糊层次分析法建立评价模块,实现了轴系设计方案评价和最优方案选择.最后通过案例说明了轴系结构设计...     

应用于Φ300 mm平面反射镜的精密二维转台轴系设计

在轨组装望远镜的光学检测系统主要包括子镜拼接精度检测系统和系统波像差检测系统,这两种检测系统共用一组Φ300 mm平面反射镜,为了实现平面反射镜的精密切换,研制了一套基于通用P2级精密轴承的二维转台。首先,对轴系进行了结构设计并详细说明了装配工艺;然后,构建了理论计算模型对所设计轴系精度进行了定量分析。结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.36″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.56″(PV)。最后,利用傅里叶谐波分析方法对俯仰轴系、方位轴系进行了精度检测,检测结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.5″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.6″(PV)。利用对径相加读数法对两轴垂直度进行了检测,检测结果表明,两轴垂直度误差为1.5″。测试结果验证了结构设计和理论计算模型的合理性。     

往复式压缩机轴系扭振参数优化设计

往复式压缩机轴系的扭转振动是影响其可靠性的重要因素,而轴系各部分扭振参数的合理配置对其扭振特性具有较大的影响,因此对其扭振参数优化设计具有重要意义。基于刚柔耦合多体动力学理论,以飞轮的转动惯量、联轴器的转动惯量及其扭转刚度为设计变量,分析其对轴系扭振特性的影响。采用最优拉丁超立方试验方法进行采样,获取25组样本点,建立刚柔耦合多体动力学模型,通过仿真计算其扭振响应;根据试验结果建立最大扭振角位移和一阶扭转固频与倍频程的中心频率分开裕度的二阶响应面模型;采用多目标遗传算法对建立的近似模型寻优,得到前沿解集。结果表明,所建立响应面模型能够有效的描述影响因素与目标间的关系,且优化后的轴系扭振特性得到了有效的改善。