超磁致伸缩换能器系统动力学特性分析

根据第一压磁理论建立超磁致伸缩换能器系统含有平方、立方项非线性动力学模型,利用非线性振动近似解析方法对换能器系统进行分析,揭示了换能器系统非线性特性。利用基于MAT-LAB/Simulink的系统仿真理论,建立换能器系统动态仿真模型,发现换能器系统在一定参数下存在着混沌现象。通过数值模拟的方法对换能器系统做深入的理论分析,得出系统在不同参数下存在着倍周期、倒倍周期分岔等复杂非线性现象。本文的分析结果表明,超磁致伸缩材料的弹性模量、压磁系数、相对磁导率和系统阻尼系数等参数是超磁致伸缩换能器系统动力学特性的主要影响因素。

超磁致伸缩材料内部磁场与涡流损耗理论分析

在对纵向激励磁场中超磁致伸缩材料进行分析的基础上,利用Maxwell's方程建立了用Bessel函数描述的超磁致伸缩材料内部磁场分布函数,由Bessel函数解析方法确立了超磁致伸缩材料内部磁场Kelvin表达式.通过对材料内部磁场分布的定性分析,得出内部磁场具有典型滞回特性.利用磁能理论对材料内部涡流损耗进行了初步理论分析,得出由Kelvin函数表示的材料内部涡流损耗表达式.并对激励频率、电导率、材料半径等因素对涡流损耗的影响进行了初步讨论,为超磁致伸缩材料参数的选取奠定了基础.

经验模态分解端点波形延拓改进方法研究

为提高经验模态分解(EMD)的分解精度,针对分解过程中存在的端点效应问题,在对已有波形匹配延拓方法改进的基础上,提出了一种改进后的基于端点波形匹配的经验模态分解方法。通过对齿轮裂纹故障模拟试验结果分析表明,当齿轮转速为600r/min时,5 120个实验数据分解时间约为1.2 s,所得第6个IMF分量的幅值谱峰值频率为10 Hz,对应着系统的回转频率。第2个IMF分量的峰值频率为550 Hz,对应着系统的啮合频率。所提出的方法能够分解出齿轮系统的特征分量,具有较高的分解精度和计算效率。

用于非圆切削的超磁致伸缩换能器耦合磁弹性模型

在恒温条件下,综合考虑超磁致伸缩车削加工系统电、磁和机械三方面的关系,根据Jiles-Atherton非线性滞回模型,采用磁场与磁化强度间的线性化近似关系式,结合Kelvin-Voigt阻尼理论和非圆加工切削力模型,建立了用于非圆切削加工的超磁致伸缩换能器耦合磁弹性理论模型。通过对换能器系统频响关系的分析,得出激励磁场与系统输出位移之间的关系与文献给出的换能器系统性能实验结果具有相同的分布趋势。

裂纹故障齿轮啮合内部动态激励分析

利用有限元分析方法,综合考虑齿轮副啮合时变刚度激励和误差激励,建立齿轮副内部动态激励曲线。结合裂纹故障对齿轮副啮合刚度的影响,建立含裂纹故障齿轮副内部动态激励曲线,分析不同部位和程度的裂纹故障对齿轮内部动态激励的影响。分析结果表明,裂纹的故障程度对内部动态激励的影响较大,故障程度深的要高于故障程度浅的。同时,齿根裂纹故障对内部动态激励的影响要强于分度圆裂纹故障对内部动态激励的影响。

活塞裙部超磁致伸缩车削加工机理研究

提出了一种以超磁致伸缩换能器为驱动源的车削加工方法。通过对活塞裙部变椭圆截面及中凸型线的成型理论分析,阐述了活塞中凸变型面的超磁致伸缩车削加工实现机理。初步实验结果表明,该加工方法不仅能满足设计加工要求,而且还简化了加工过程,为超磁致伸缩材料在活塞裙面中凸变型面的车削加工领域的应用奠定了理论和实验基础。

基于混沌理论的齿轮箱系统故障检测方法研究进展

基于混沌理论的故障检测方法就是利用混沌对初始条件的敏感、短期可预测等固有特性,来解决实际动态系统的故障检测问题。在总结目前应用于齿轮箱系统故障检测方面的混沌理论和方法的基础上,探讨了该领域目前采用的主要检测方法的原理、研究进展和存在的一些问题,力求为装甲车辆齿轮箱系统乃至传动系统的故障,特别是对强噪声背景下的故障提供一个先进的检测方法。

齿轮裂纹对啮合刚度的影响分析

通过对三维轮齿接触有限元分析,建立了正常和齿根与分度圆处不同裂纹故障的直齿圆柱齿轮三维实体有限元模型;通过对其啮合接触分析,求得不同状态下齿轮整个啮合过程的轮齿啮合综合刚度.分析结果表明:齿根裂纹对啮合刚度的影响要大于分度圆裂纹的影响.这对分析裂纹故障对齿轮啮合刚度的影响具有一定的指导作用.

基于MATLAB和AutoCAD的活塞裙部中凸变型面造型

在MATLAB环境下,利用三次样条插值方法得到了活塞裙部中凸变型线。并依据自由曲面造型理论,给出了活塞裙部型面造型及加工数据文件的生成方法,同时生成了相应活塞裙部型面数据文件。并与AutoCAD软件结合,在AutoCAD环境下实现了活塞裙部型面造型。

大口径牵引火炮改装灌注轮胎后射击稳定性研究

为研究灌注轮胎对火炮射击稳定性的影响,通过对炮膛合力、驻退机力和复进机力进行分析,建立全炮模型的各主要构件间的拓扑关系及对应的自由度;并在ADAMS进行火炮动力学仿真,得到不同射击角度火炮动力学特性曲线。仿真结果表明:灌注轮胎不仅不会对大口径牵引的射击稳定性产生影响,而且提升了火炮的射击精度。

活塞裙部中凸变型面造型及加工数据生成方法研究

要实现中凸变椭圆型面的数控车削,首先要分析其型面特征,寻求合理的成型方法,最终生成控制刀具运动轨迹的加工数据文件。MATLAB软件具有强大的数据及图形处理能力,既可快捷、精确地绘制各种曲线、曲面,又可方便地提取中间数据,基于上述优点,可利用MATLAB对活塞裙部中凸型线进行插值处理,并根据曲面造型理论生成活塞中凸型面,同时建立活塞中凸型面车削加工数据文件。但是由MATLAB得到的图形不能直接用于机械零件的设计,而AutoCAD软件可直接用于机械零件设计,并可对其进行相关加工模拟仿真等处理,但对由给定离散点数据构成曲线、曲面的绘制比较困难,程序复杂且运行效率低。结合两种软件的特点,对活塞裙面中凸型面进行造型分析就是非常好的选择了。

活塞超磁致伸缩车削加工过程MATLAB仿真

通过对活塞裙面变椭圆截面及中凸型线的成型理论分析,描述了活塞中凸变型面的超磁致伸缩车削加工机理的数学实现。利用MATLAB软件对车削加工过程模拟仿真,找出了加工误差的主要影响因素,在理论上初步得出提高超磁致伸缩车削加工精度的方法,为超磁致伸缩材料在活塞裙面中凸变型面的车削加工领域的应用奠定了理论基础。

超磁致伸缩材料内部磁场特性及材料参数对其影响分析

基于麦克斯韦方程和压磁理论建立了超磁致伸缩材料棒内的磁场分布模型,导出了含有材料磁弹性参数的超磁致伸缩材料棒磁场分布函数,讨论了材料特性参数对材料内部磁场和材料内部涡流损耗的影响。结果表明,材料内部磁场不仅与外激励磁场有关,而且与材料的压磁系数、杨氏模量及相对磁导率有关,同时材料内部磁场与外激励磁场间具有滞回特性;考虑材料特性参数时材料内部的涡流损耗达到最大值所需的材料半径,将大于不考虑材料特性参数时的半径值,同时涡流损耗的变化趋势也将变得和缓,而不论材料参数如何变化,超磁致伸缩棒内磁能损耗的基本规律没有发生变化。

基于PSO-SVM的齿轮箱故障诊断研究

针对目前齿轮箱故障诊断存在的检测难度大、主观性强、准确性不高等问题,提出了一种基于粒子群算法和支持向量机的故障诊断方法。运用时域频域分析法对振动信号进行分析获取特征值,利用支持向量机(SVM)技术对齿轮箱特征参数进行模式识别和故障分类,并引入粒子群算法(PSO)用于优化支持向量机参数,建立了齿轮箱典型故障诊断模型。实验结果表明:该方法可以对齿轮箱不同故障类型进行准确的分类,有效的提高了齿轮箱故障诊断的可靠性。

某自行火炮输弹机液压-控制系统故障仿真研究

分析了输弹机液压传动系统电机转动异常和电磁阀失灵、液压系统泄漏等典型故障产生的原因,利用Matlab/Simulink、Recur Dyn、AMESim软件建立了输弹机机电液一体化联合仿真平台,对典型故障进行了联合仿真分析,得出了故障影响规律,并提出了相关改进措施。

基于神经网络和D-S证据理论的信息融合故障诊断方法

为了解决齿轮传动系统检测难度大、准确性不高和多点测试时信息处理复杂的问题,提取振动信号统计量特征参数、利用神经网络技术与D-S(Dempster-Shafert)证据理论相结合的信息融合故障诊断方法,实现了数据级、特征级与决策级的多级融合诊断。实验结果表明,将信息融合方法用于齿轮传动系统故障诊断,有助于综合利用故障信息,提高了故障诊断的准确性和可信度。

齿轮传动系统动态响应分析

利用SolidWoks软件建立齿轮传动系统实体模型,导入ANSYS软件进而完成齿轮传动系统三维有限元模型的建立。综合考虑了刚度激励、误差激励的耦合作用,采用ANSYS软件的瞬态响应模块的Full法对齿轮传动系统进行了动态响应分析。得出了齿轮传动系统在耦合激励作用下的响应曲线。为下一阶段的齿轮箱系统动态响应分析奠定了基础,也为齿轮箱故障诊断提供了一定的理论和技术支撑。

超磁致伸缩材料动态磁滞特性理论分析

在考虑超磁致伸缩材料(GMM)内部磁场强度分布状况的基础上,结合动态J-A模型分析了GMM棒动态磁滞特性。通过与实验数据的比较,考虑磁场内部分布时的J-A模型能够较好地描述不同频率下GMM棒的动态磁滞特性,验证了该处理的有效性。利用该模型对GMM棒动态磁滞特性做出预测,结果表明高频驱动下应综合考虑内部磁场分布情况、涡流损耗和异常损耗。结合该模型和Z-L模型对GMM棒的动态输出特性做出预测,结果表明随着频率的增大,GMM棒的平均应变逐渐减小,滞环宽度逐渐增加,预测结果对GMM器件的设计和控制提供了参考。

超磁致伸缩换能器的声辐射特性

对超磁致伸缩大功率换能器的声辐射振动特性进行了理论分析与实验研究,将在一定预压应力下处于阶跃段的磁致伸缩棒简化为磁场强度与磁致伸缩应变的单输入单输出的线性系统·以静态试验数据为基础,建立等效的动态磁致伸缩模型·对指数形变幅杆的设计进行了理论分析和讨论,着重计算与设计了相关的振速分布、应力分布、振幅放大系数及节面位置等参数,测试中发现超磁致伸缩换能器频率范围较宽·试验得到了影响换能器发射声波主频率和最大振幅的若干参数·提高换能器的电声转换效率,增大换能器的发射功率的有效途径是选择合理辐射面质量和配重质量之间的比值,使能量流向辐射面一侧·所得结果可以为进一步优化超磁致伸缩换能器提供设计参考·

试验齿轮箱箱体振动模态分析

在Solid Work软件中建立齿轮箱箱体的三维实体模型,运用有限元分析软件ANSYS Work-bench对齿轮箱箱体进行仿真分析,得出箱体前10阶约束模态的系统固有频率和相应振型,通过其模态分析为动态响应分析提供理论依据。运用此方法可以在箱体设计时避开齿轮箱啮合工作频率,避免由机械共振造成的整机故障,并为齿轮箱系统故障诊断提供理论支持。