含石墨烯油气润滑的角接触球轴承腔热流数值分析

为更有效地降低大功率高速电主轴用高速角接触球轴承腔温度,对含石墨烯的油气润滑影响轴承腔热流特性的规律进行分析。基于流体力学守恒方程,建立了高速角接触球轴承腔体内压缩气体、润滑油和石墨烯颗粒形成的气液固三相流热流分析数学模型。通过数值模拟分析了不同速度压缩气体状态下油气通道中的石墨烯润滑油环状流形成条件、轴承腔内石墨烯润滑油流场速度,以及石墨烯颗粒分布与轴承腔温度场的关系。结果表明,石墨烯润滑油速度与压缩气体速度之比为1∶10时,油气通道中会形成石墨烯润滑油环状流,使高速角接触球轴承腔具有良好的润滑效果;高速运转工况下,轴承腔内石墨烯的分布状态同时受离心力与滚珠高速自旋的影响,而且石墨烯颗粒分布越密集,该区域的温度越低;石墨烯润滑油在滚珠与内圈接触区域流速越大,表面换热系数越高,该区域散热越快,为石墨烯油气润滑更好地降低高速角接触球轴承温度、保障轴承正常工作提供了理论依据。

基于Elman神经网络的甘肃电网负荷预测模型

为提高甘肃电网负荷预测精度,提出了一种基于神经网络的负荷预测方法。针对甘肃电力系统负荷数据的非线性和动态特性,在多层前向BP网络中引入特殊关联层,形成有“记忆”能力的Elman神经网络,从而可以映射系统的非线性和动态特性。在网络训练算法中,采用自适应学习速率动量梯度下降反向传播算法,显著提高了网络的训练速率,有效地抑制了网络陷入局部极小点。文中分别采用El-man神经网络与BP神经网络建立模型,对甘肃电网实际历史数据进行仿真预测,经分析比较,证明前者具有收敛速度快、预测精度高的特点。这表明利用Elman回归神经网络建模对甘肃电网负荷进行预测是可行的,能有效提高负荷预测精度,在负荷预测领域有着较好的应用前景。

基于有限元法的中空冷却滚珠丝杠温升及热变形研究

针对高速机床工作过程中滚珠丝杠进给系统的发热及热变形问题,基于传热学理论,建立了中空冷却滚珠丝杠传动过程中温度场和热变形的数学模型,并通过有限元仿真模拟和丝杠冷却模拟运行试验对该模型进行验证。结果表明,随着丝杠转速的提高和运行时间的增加,丝杠温升和热变形先是逐渐增大,然后趋于一个稳定值。

双驱进给系统的刚柔耦合模型及参数优化

以铣车复合加工中心双驱进给系统为研究对象,利用有限元法(FEM)和虚拟样机技术(VPT)建立双驱进给系统的刚柔耦合模型,对其进行运动仿真和参数优化.在模型中考虑非线性因素对模型的影响,增加了所建立模型的真实性.通过仿真得到横梁在高速进给时的加速度曲线和横梁上任意点的频率响应曲线,分析横梁出现不同程度振动的原因.以横梁上任意点的频率响应曲线最大幅值为目标函数,对两丝杠之间的跨距进行参数化建模和优化,最终得到两丝杠之间的合理取值.

铝锭堆垛机传动系统齿轮的有限元模态分析

铝锭堆垛机是铝锭连铸生产线的关键设备。铝锭堆垛机的性能已经成为制约铝锭连铸生产线高效性和自动化的瓶颈技术。针对铝锭堆垛机翻转装置传动系统中齿轮受到的内部和外部激励发生机械振动的问题,研究了传动系统中齿轮的固有振动特性。通过Pro/e建立了齿轮的三维实体模型,考虑了齿轮在啮合过程中啮合力对齿轮的影响,运用有限元分析软件ANSYS对齿轮进行了模态分析,计算出了固有振动频率和模态振型,最后提出了改善齿轮振动的几点建议,为铝锭堆垛机翻转装置传动系统的振动分析和优化设计提供了重要依据。

高速电主轴中的离心现象及其影响

对高速电主轴内的离心现象进行了分类,归纳出了离心力的三种表现形式及其对主轴动态、热态特性的影响,指出离心力影响的广泛性和严重性,它不仅是影响主轴动态特性的关键因素,而且能加剧轴承发热;同时指出了旋转部件因离心膨胀而可能带来的其他影响,从离心膨胀这一角度出发,为今后主轴动力学和热力学的研究提出了相关建议。

基于CFX的高速电主轴水冷系统的仿真分析

为了研究高速电主轴水冷系统对主轴热稳定性的影响，采用正交试验方法对高速电主轴冷却系统在不同工况下的冷却效果进行了研究。设计主轴电机发热功率与冷却液流速的正交试验，计算主轴电机发热功率并分为三档，将冷却液流速分别取为0．3、0．4、0．5、0．6、0．7、0．8m／s，基于CFX的仿真试验得出电主轴在各工况下的试验结果。正交试验的结果表明：各工况下调节冷却液速度只能使主轴降低5—8℃；主轴最佳工作温度为40℃；正交试验法为主轴温度精确控制提供了数值依据。

螺旋升角对滚珠丝杠副弹性变形及传递效率的影响

针对高速数控机床采用的大导程滚珠丝杠副对进给系统性能影响问题,考虑螺旋升角、滚珠与滚道接触面的滑动和滚动摩擦,研究了滚珠丝杠副的轴向弹性变形,利用有限元方法进行了仿真分析;建立了丝杠由转动到直线进给运动的传递效率数学模型,并利用实验进行了验证。结果表明,随着螺旋升角的增大,丝杠副的传递效率提高,轴向弹性变形减小,轴向力减小,提高了轴向定位精度。

单晶γ-TiAl合金微观滑移机制的研究

针对单晶γ-TiAl合金微观滑移机制方面研究的不足,建立了单晶γ-TiAl合金单轴拉伸时晶体滑移几何模型,根据几何模型中各夹角之间的几何关系和由Weiss晶带法则给出的滑移方向,计算出了单滑移系中各个滑移方向上的Schmid因子;通过对比计算结果发现在设定条件下晶体更易产生滑移的方向为(001)[01-1]和(11-1)[110];在由主滑移系和交滑移系组成的双滑移系同时开动时,计算出了临界外加拉伸应变为0.633;通过数值模拟验证了所给出的单晶γ-TiAl合金单轴拉伸时的微观滑移机制的正确性。

基于倒频谱理论的滚动轴承故障检测

探讨了倒频谱技术在滚动轴承故障诊断中的应用。针对滚动轴承振动信号的特征,利用倒频谱技术可简化谱图的特征分析,提高滚动轴承故障诊断的准确性。

基于ADAMS的虚拟样机技术及其在机构设计中的应用

阐述了虚拟样机技术的概念、相关技术及其应用情况。基于ADAMS软件,建立了曲柄滑块机构的虚拟样机模型,对其进行了仿真分析,通过实例阐述了应用虚拟样机技术进行机构设计的过程。

基于小波神经网络(WNN)的齿轮故障诊断

在研究齿轮故障诊断模型以及齿轮故障诊断策略的基础上,选择基于知识方法的小波神经网络方法用于齿轮故障诊断,提出了学习速率自适应调整的梯度下降法来修正小波神经网络的各个系数;最后通过实验证明,利用小波神经网络技术能够实现准确识别齿轮故障。

应力下料的切口参数及差动切槽机

根据断裂设计原理，给出了棒料上预制Ｖ型切口的最佳参数。进而介绍了一种用于在圆棒料上切制环形切口的切槽机。其特点是将国棒料固定，切槽刀随主轴刀盘回转的同时作径向切削运动。

裂纹位置对含铌γ-TiAl合金裂纹扩展影响的分子动力学模拟

为了研究微观尺度下裂纹相对位置对3%铌含量的单晶γ-TiAl合金裂纹扩展过程的影响,运用分子动力学方法,建立γ-TiAl合金的晶体结构模型,模拟边界裂纹和中心裂纹扩展的过程,得到了裂纹扩展的轨迹图和能量演变图,分析了裂纹位置对3%铌含量的单晶γ-TiAl合金能量和应力-应变关系的影响,进而揭示了裂纹位置对裂纹扩展的影响。研究结果表明:中心裂纹的γ-TiAl合金在其拉伸初始阶段,受力并不集中,随后由于原子键的断裂形成了孔洞,孔洞部位抑制裂纹的扩展,因此裂纹要继续扩展需要克服更大的阻力。裂纹在中心位置和边界位置对γ-TiAl合金产生的力学影响不同,边界裂纹对材料产生断裂的危害性更大。

旋风切管机主轴系统的建模和仿真分析

从切管机主轴系统功能结构出发，建立了切管机主轴系统的动力学模型，采用MATLAB/SIMULINK对主轴系统刚性和切削稳定性进行动态数值仿真。实际结构的空载实验和切削性能实验表明，数值仿真具有较高的精度，由此验证了本文所建立的切管机主轴系统的动力学模型是正确的。

铝锭码垛机械手框架的应力分析与优化

运用有限元分析软件ANSYS对铝锭码垛机器人手抓重量最重部件—上部框架在抓取铝锭上升状态下进行了受力分析,探讨了影响框架强度的参数,找出了框架的危险点,并对该框架结构进行了优化和校核。结果表明优化后的结构满足强度和刚度要求,减轻了机械手的重量,从而减少了生产成本。为今后对该机械手优化奠定了基础。

基于ANSYS的铝锭堆垛机动态性能分析

随着社会对铝需求量的增加,不断要求提高铝锭堆垛机的效率。在堆垛的过程中,铝锭堆垛机的机架起着重要的作用。利用Pro/E软件建立机架的三维有限元模型,然后导入到ANSYS中进行模态分析,得到了机架的前几阶固有频率和振型。了解了现结构的振动不稳定情况,对于改进机架的结构以及避免结构的共振、减少噪声污染将具有重要的意义。

基于Abaqus/explicit的钛合金高速切削切削力模拟研究

针对高速切削钛合金时切削力的问题,利用有限元分析软件Abaqus的Johnson Cook材料模型及Johnson Cook断裂准则,对钛合金高速切削切削力进行了仿真研究,分析钛合金高速切削加工过程中各切削参数(包括进给量、切削深度和切削速度)对切削力的影响.结果表明,切削力、进给力、单位面积切削力和单位面积进给力都随速度的增大而减小;但随着进给速度的增大,切削力和进给力都增大,而单位面积的切削力和进给力都减小.

β/γ三相钛铝基合金高温低周疲劳行为

采用轴向应变控制的方法,研究Ti-43Al-9V-0.3Y合金材料在550℃时不同应变量条件下的高温低周疲劳行为。通过Manson-Coffin公式分析循环应力-应变和应变疲劳寿命,推导拟合出应变幅与疲劳寿命之间的关系式。分析试样高温低周疲劳断口的形貌,得出β/γ三相钛铝基合金的高温低周疲劳的机理。结果表明:Ti-43Al-9V-0.3Y合金的应变疲劳的过渡疲劳寿命循环周次约为49,合金的循环应力响应行为取决于外加总应变幅,合金疲劳行为具有循环软化特性,弹性变形是该合金低周疲劳的主要因素。

扒渣机械手的机构创新及其运动仿真分析

针对原有扒渣机扒渣效果差、影响铝锭质量等问题,分析了存在的主要原因.利用虚拟仿真技术,对扒渣机的原机构进行结构创新设计,增加了后刮扒器等结构,并对新结构进行虚拟样机的运动仿真研究.结果表明,扒渣机构位移量合乎设计要求,提高了扒渣能力并改善了扒渣效果.