基于时变啮合刚度的修形齿轮承载接触分析

为了解决传统齿轮承载接触分析力学解析方法难以考虑齿廓修形的问题,以齿廓修形渐开线直齿轮为研究对象,基于时变啮合刚度,提出了一种齿轮承载情况下齿间载荷分配系数与齿面接触应力解析算法。通过对比齿轮承载接触时接触点在啮合线方向的变形量与修形量,提出修形齿轮单双齿啮合状态判定方法,并计算不同状态下的啮合刚度;推导修形齿轮的啮合力、刚度与变形的力学关系,建立各啮合齿对的齿间载荷分配系数计算模型,应用赫兹接触理论求解齿面接触应力;分别在不同修形高度、修形曲线与配对齿数情况下,计算分析多种齿廓修形算例的齿间载荷分配系数与齿面接触应力。结果表明,解析算法求解的齿间载荷分布系数、齿面接触应力及相应单双齿啮合区间与有限元结果相一致,相对误差较小,证明了该算法有较高的精度与稳定性,为齿廓修形齿轮承载接触分析提供一种高效便捷的新方法。

双三角点阵夹芯结构低速冲击下的动态响应与失效机制

采用非线性有限元仿真方法研究双三角点阵夹芯结构抗冲击性能,使用直径为16 mm的半球形冲击器以不同的冲击能量分别对夹芯板的节点和基底位置进行冲击,研究了点阵夹芯板的失效机理和动态响应,以及各个变量对夹芯板的抗冲击性能的影响规律。结果表明:双三角点阵夹芯结构的主要失效形式为面板的基体拉伸破裂;芯子的失效形式受自身结构和受力方式影响,主要为脆性坍塌断裂和塑性变形。载荷-时间曲线表明,冲头能量与冲击位置对夹芯板的损伤失效行为有着显著的影响。相同冲击能量下,与基底冲击相比,夹芯板在节点冲击时的损伤程度及载荷峰值都更优,抗冲击性能更加优异;高冲击能量下,节点冲击的吸能效果更优,但二者载荷变化趋势却越来越相似。

基于自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型研究进展：热传导行为及层间性能

纤维增强复合材料具有轻质、高强、性能可设计等特性,在减重、抗疲劳、耐腐蚀、维修性等方面明显优于传统金属材料,在航空航天、交通运输、国防等领域的应用越来越广泛,其中热塑性复合材料具有高韧性、高冲击性、无限储存周期、可回收利用等众多优点。复合材料自动铺放技术成型效率高、自动化程度高,特别适用于大尺寸和复杂构件的制造。同时,热塑性复合材料原位固化技术不断发展和进步,生产效率显著提高,生产成本降低,构件质量得以提升。因此,基于自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型将会是未来大飞机主承力部件的重要成型方法。然而,热塑性复合材料铺放成型过程经历高温制造,伴随着热力学耦合等相关问题。对于原位固化方法,热源的选择颇为关键,将直接影响铺放成型的效果和效率。在铺放成型过程中,热塑性聚合物分子链受热发生流动,宏观上则是热塑性树脂发生从固态到熔融态再到固态的物理变化。整个成型过程持续时间较短,但又涉及一系列的物理变化,是一个非常复杂的过程,目前已成为国际上高性能热塑性复合材料的研究热点之一。热塑性复合材料纤维铺放成型常用的热源主要包括热空气、激光、超声波、电子束等。其中针对热空气的研究较早,建立了铺层内的热传导理论模型,就铺层基层中温度场展开了许多工作并取得了相应的成果。对激光加热成型获得的铺放构件的诸多研究表明,激光作为热源相比于热空气可以大幅提升层间性能。此外,学者们还提出了不同的理论模型来预测最终的熔合强度,但测试结果显示铺放构件的力学性能不及热压罐固化的构件,进一步的理论和实践探索仍然很有必要。本文主要聚焦基于预浸料自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型工艺,从工艺过程中的热传导行为、铺层的性能指标两方面介绍或探讨了铺放工艺过程、热传递模型、原位固化热源、铺层间紧密接触度、熔合度及熔合强度等的研究现状。

基于创新创业项目的大学生创新能力培养研究

结合黑龙江省大学生创新创业训练项目设计大赛,推进大学生创新创业能力的提升,开展石油类机械设备的创新设计与制造。针对我国现有抽油机高耗能低效率的问题,开发了一种新型节能无游梁抽油机,该抽油机具有体积小、操作方便、成本低等优点,最大限度地降低了抽油机的能耗。通过该次创新创业设计的活动,可以很好地培养学生的设计理念和动手能力,提高学生科研思维能力和创新能力。

同步带的动态性能分析

利用Recurdyn软件建立同步带多轮系统的虚拟样机模型，研究正时系统中同步带传动的动态特性，对模型中任一构件和同步带中的任一带元的加速度、张紧力、接触应力等进行运动情况分析，同时对正时系统中的弹簧张紧器中张紧轮的安装位置及弹簧力的方向、大小等进行优化，使得同步带在传递效率不受影响的情况下，预紧力和接触应力最小，这对进一步研究同步带系统提供了理论基础。

基于PLC的三面铣组合机床控制系统研究

以三面铣组合机床为研究对象,采用三菱FX(2N)系列可编程控制器(PLC)代替纯继电器-接触器对机床电气控制系统进行全新的设计与改造,设计方案中包括I/O接口的分配,控制系统硬件的设计以及加工流程的规划,并结合系统液压原理图进行各部分PLC程序的编写,以达到组合机床高效率、自动化的加工要求。

基于RecurDyn的汽车同步带传动性能研究

利用多体动力学软件RecurDyn建立汽车梯形齿同步带传动系统的虚拟样机模型,同时进行动态仿真分析,结合同步带传动特点,研究了不同的初始张力、转速以及传动负载对传动过程中同步带的等效应力的影响规律,为汽车梯形齿同步带的结构设计与优化的研究提供了一种可行的研究方法。

VERICUT下的大型气缸体的数控加工仿真的研究

VERICUT由美国CGTECH公司开发的专业数控加工仿真软件,它具有强大的三维加工仿真、验证、优化等功能。通过对大型气缸的数控加工仿真,完成了对各种可能发生情况的检查。基于软件的Optimath分析模块,可以对数控程序进行优化,从而提高加工效率。基于AUTO-DIFF分析模块,可以通过对比仿真加工后的模型和现实的设计模型进行过切和欠切分析。这对于保证了气缸的加工质量,降低了现场操作人员的劳动强度,提高了企业的生产率是非常有益的。

基于SolidWorks与Matlab的无游梁式抽油机仿真平台设计

为了提升大学生创新创业项目的实践效果,以黑龙江省大学生创新创业项目"一种新型无游梁式抽油机设计"为例,介绍了一种基于SolidWorks与Matlab的无游梁式抽油机仿真平台。建立执行机构的运动学模型,利用SimMechanics仿真平台建立仿真模块,通过在执行机构中添加对应的位姿信号和其他信号单元,并采用PID控制器对模型进行优化设计。仿真结果表明,利用SolidWorks与Matlab仿真方法建立的仿真模型符合实际情况,使用SimMechanics仿真能够节省产品的研发时间,仿真实验便于相关实验内容的扩展,有利于提高学生独立思维能力和创新意识,学生可以直观地对抽油机虚拟结构进行优化设计,减少设计中的错误,降低研发工作量。

旱地蔬菜移栽机移栽机构设计与试验

旱地蔬菜栽培技术仍然以传统的人力为主,存在存活率低、栽培效率低、工作量大且复杂等缺点。为此,提出了一种旱地蔬菜移栽机装置。首先,确定了旱地蔬菜移栽机的基本结构,确定以链传动为传动方式;采用悬杯形式进行移栽,悬杯通过凸轮连接悬杯圆盘进行转动,从而达到移栽效果。对移栽机构进行三维建模,模型导入Creo软件进行机构运动仿真,设定不同的λ值与之对应的悬杯圆盘转速,确定秧苗移栽的距离在200~400mm左右,验证了结构的合理性。根据设计参数制作了试验样机进行田间试验,结果表明:秧苗间距和移栽深度达到试验设定的规格,5组试验的秧苗直立程度良好,为其后秧苗的生长创造了有利的条件。

PLC控制的无游梁抽油机控制系统设计

游梁式抽油机无法实现自动控制,不能随外部环境变化进行调整和对故障及时预测,导致许多抽油设备中的故障都无法避免。鉴于此,提出一种无游梁抽油机设计方案,并对其控制系统进行详细设计。控制系统以可编程逻辑控制器(PLC)和变频器为核心,结合人机交互界面,能够通过屏幕观察抽油机的各种工作状态及工作参数,实现抽油机在多种复杂工况下高效、稳定、经济运行。测试结果表明:基于PLC控制的无游梁抽油机启动电流明显减小,综合节电率达到10%左右;无游梁抽油机控制系统具有良好的网络通信功能,可以实现无游梁抽油机的相关故障诊断和自动控制等,增强了无游梁抽油机对环境的适应能力,具有较高的推广应用价值。

一种新型无游梁抽油机的设计与分析

鉴于传统游梁式抽油机在结构和工作原理上有诸多限制,提出了一种新型无游梁式抽油机的创新设计方案。根据经典力学平衡原理,采用变力矩配重机构来完成对减速器输出扭矩辅助做功,并结合具有良好弯曲性能的扁钢丝绳作为抽油机牵拉绳索,利用桁架结构保证抽油机长期稳定运转,由带传动和齿轮减速器完成对电机的第一级和第二级的减速工作,用空间来换取效率,以降低电机的平均功率,从而实现节能减排的目的。

基于Pro/E支持的齿轮参数化设计平台

以实现齿轮的计算机辅助设计计算与三维模型参数化建模的自动化为研究对象,以参数化设计思想为依据,采用Visual Basic、Visual Studio 2005与Pro/ENGINEER自带的Pro/TOOLKIT工具箱相结合的方法,通过创建用户参数输入对话框,实现直齿圆柱齿轮的设计计算、参数校核以及参数化建模。采用该方法对Pro/ENGINEER进行二次开发可以大大挺高齿轮的设计效率和设计精度,进而缩短产品的研发周期,提高生产效率。

自动纤维铺丝机的设计与实验研究

自动纤维铺丝是一种非常重要的复合材料自动化成型方法。提出了一种新型的纤维铺丝机的总体机构和控制系统方案,利用气缸为执行元件带动切刀和压辊,实现纤维的剪切和夹紧,构建以直线位移传感器为反馈元件的新型张力控制系统,同时设计一种基于主流的工控机(IPC)+运动控制器(UMAC)相结合的开放式控制系统方案,最后进行相关的铺丝实验。运行结果表明,各轴运动情况良好,控制系统整体运行稳定,各模块设计合理,达到了预期效果。

基于UG&VERICUT一体化数控仿真加工平台的研究

论文结合UG的三维建模功能和VERICUT三维运动仿真功能,构建了UG&VERICUT数控仿真虚拟加工平台,利用UG中的CAD模块建立了数控仿真机床、被加工对象及毛坯的参数三维模型,同时实现在CAM模块中完成了对被加工零件的刀具轨迹生成,并运用后处理模块生成了可被机床直接执行的数控G代码;在VERICUT环境里,创建机床三维仿真运动结构,机床各部分结构以及被加工对象的STL模型都由UG输出并导入VERICUT中,同时调入数控加工G代码的,实现了数控加工过程动态仿真,对刀具轨迹了正确性进行验证,并同时进行加工质量检验,实现了数控加工的动态仿真和加工过程的检验的一体化全过程,保证了数控程序的正确性,从而缩短生产时间,提高生产效率。

一种弹射救生装置的设计与分析

研制一种弹射救生装置,主要应用在公园的人造湖、旅游景点附近的河流、江边娱乐场所等地方。当人们在游玩时不小心落入水中,或者当人们在冰上行走时冰破而掉入水中,而人又无法进行施救时,可以通过这种水上救援弹射装置对遇难的人员进行紧急施救。

机械控制工程基础课程的Matlab实验教学与探索

针对机械控制工程基础实验课时,提出了Matlab软件仿真与实验箱相结合的实验教学方式,用语言编制用来进行机械控制工程基础实验;教学应用结果表明:通过仿真与模拟实验结果的对比分析,不仅可以弥补现有实验箱的缺陷,而且可以让学生发现模拟实验中存在的错误,锻炼学生分析、解决问题的能力,而且激发学生的学习兴趣,为以后从事相关研究工作打下了基础。

适应现代企业需要的机电类人才培养模式的改革和创新的研究

我国“十二五”期间在创新方面实施科教兴国战略和人才强国战略进一步进行相应的体制改革，重点建立以企业为主体，市场需求为导向、校企结合的技术创新体系．随着信息化产业时代的发展，现代企业已进入全球信息共享阶段，传统的机电行业也已经无法适应现代企业的发展要求，

6自由度自动纤维铺放成型机设计与研究

针对复合材料自动铺放设备进行设计及研究,基于自动铺放成型设备运行原理,利用SolidWorks软件建立纤维铺放成型机各个部件的三维模型。以6自由度纤维丝铺放成型虚拟样机关键零部件为研究对象,利用ABAQUS软件进行静力学分析及模态分析,得到了关键零部件的仿真结果。通过分析关键零部件的仿真数据,验证铺放成型机的结构能够满足铺放设备作业时所需的强度、刚度及稳定性等要求。建立了铺放成型虚拟样机仿真模型,得到了芯模及铺放头与机械臂连接处的速度及加速度变化规律,通过分析铺放速度及加速度变化范围,验证了6自由度纤维铺放成型虚拟样机设计的合理性。

双圆弧齿同步带的载荷特性研究

通过SolidWorks建立了一对双圆弧齿同步带与带轮完全啮合的三维模型,利用ANSYS有限元分析软件对双圆弧齿同步带进行了静态非线性接触仿真分析,并与梯形齿同步带的分析结果进行对比研究。结果表明:双圆弧直齿同步带的带齿和强力层等效应力均小于梯形齿同步带,为双圆弧齿同步带的设计和优化提供了一定的参考依据。