喷油润滑球轴承流动特性的数值研究

基于流体体积(VOF)方法建立了喷油润滑球轴承的数值仿真模型.分别采用滑移网格法和多重参考系(MRF)方法对轴承油气两相流动进行了数值计算,得到了轴承内部流场分布和搅油力矩.搭建了轴承流场可视化试验台,对比分析了仿真流场与高速摄影实测流场.结果表明:滑移网格下的轴承内部油液体积分数大于用MRF方法的计算结果,且当转速逐渐增大时,轴承内部油液体积分数均逐渐减小,且在离心力作用下,润滑油更多地分布在轴承外圈滚道.滑移网格下的轴承内部流场油液分布更接近实测流场.仿真计算的搅油力矩随转速增大而增大,MRF方法下搅油力矩大于滑移网格下的搅油力矩,平均误差约为12.3%.两种方法对搅油力矩的计算均具有较好的一致性,但MRF时间成本更低.

车辆传动系统虚拟样机集成设计平台研究

针对车辆传动系统的特点,提出并建立了以参数化模型库为支撑的车辆传动系统虚拟样机集成设计平台,实现了结构参数化设计,以及多刚体运动学和动力学分析。通过开发相应的模型库管理系统,解决了各类异构模型管理机制和管理功能实现机制的关键技术,保证了建模和仿真分析各环节的数据共享以及模型一致性和集成性。按各模块之间传递的能量类型,建立了输入输出接口模型,可快速建立系统级的虚拟样机模型,并对其进行各类工况下的稳态和动态性能预测。最后,通过对某履带车辆传动系统虚拟样机建模和仿真分析,验证了该平台的有效性和可靠性。

车辆传动系统虚拟样机建模与验证

为实现在设计阶段对车辆传动系统性能进行预测,以目前广泛应用的液力机械传动系统的组成和工作原理为基础,提出了可闭锁式液力变矩器和换挡离合器两个关键部件级,以及整个系统级虚拟样机建模方法,并进一步分析建立了相对应的数学模型。以起步工况试验的动力输入特性和操纵方式作为模型的输入条件对其进行了验证。通过仿真与试验测试结果对比,表明所建立的模型正确、合理并具有较高的精度。

多自由度复合行星传动方案设计方法研究

根据复合双星排和复合双联排的各元件之间的相互啮合关系,建立了复合排的运动学方程组并确定了各元件的转速关系。通过建立多自由度行星变速机构的构件相对转速图,提出了一种多自由度复合行星传动方案设计理论和方法。确定了设计多自由度复合行星传动方案应满足的必要条件,以及组成复合排的各构件属性判别方法和行星排的特性参数计算方法。设计实例验证了该方法的可行性和正确性。

四自由度行星变速机构方案性能规律研究

为解决四自由度行星变速机构方案数量大、优选计算复杂的问题,开展四自由度行星变速机构方案性能规律研究。根据四自由度行星传动的构件之间运动学关系,建立方案模型中制动构件、离合器和辅助构件等系数、各挡传动比、行星排特性参数、行星轮相对转速、操纵力矩和效率的数学模型。针对同一机构类型所有可能的方案模型,分析各项性能指标的内部规律,提出按照相同操纵逻辑原则进行构件组模型分类的方法,在传动方案可行性优选时,对于同一类所有构件组模型只需进行一次计算。通过实例计算表明,该方法有效减小了行星传动方案优选计算量,提升了方案优选效率。

基于LBM-LES模拟的离合器摩擦副流致运动效应

为了研究离合器摩擦副流致运动效应,将大涡模拟(LES)的壁面自适应局部涡粘模型引入到介观模型中的二维单相自由面格子Boltzmann方法(LBM)中,建立了压力润滑条件下的润滑油与摩擦元件LBM-LES流固耦合数值模拟体系。通过设定不同润滑油喷口与摩擦元件的相对位置,不同的喷油流量以及不同的油温,模拟了摩擦元件在与润滑油相互作用下的轴向运动过程,得到了不同喷油口位置、喷油流量和油温下的摩擦元件轴向运动规律,并根据数值模拟结果提出了一种槽式喷油口,有效抑制了摩擦元件的流致运动效应,为湿式多片离合器性能改进提供了理论依据。

高效双模逻辑机械综合传动技术研究

针对目前液力机械综合传动系统传动效率较低,同时进一步提升传动效率难度大等问题,提出了一种高效双模逻辑机械综合传动总体方案,分析了该方案的系统结构组成,其中双模逻辑行星变速机构是该系统的关键部件.利用行星传动理论,建立了该类行星变速机构的模块化设计方法,并分析了双模逻辑行星变速机构的工作原理.对直驶和转向总体性能进行分析,计算结果表明:双模逻辑机械综合传动能有效提高传动效率、发动机功率利用率和转向行驶稳定性.

基于ANSYS的汽车膜片弹簧参数化建模

从膜片弹簧几何结构参数中抽象出表征其结构的参数,利用VB语言设计出供设计人员修改参数的人机界面,生成ANSYS APDL命令流文本文件,对系列化的膜片弹簧参数化有限元建模并进行静力学分析。选择两组膜片弹簧的参数,对小端施加零位移约束,大端施加指定位移约束,得到膜片弹簧C1和C2的von Mises应力和应变结果,验证了参数化建模程序建立的膜片弹簧有限元分析模型能满足静载分析要求。

双侧电机驱动的功率耦合机构传动方案设计方法

根据履带车辆传动特点提出了一种新的双侧电机耦合驱动传动方案。应用行星传动构件综合分析法,提出了方案优选的构件组合原则,建立了双侧电机耦合传动输入输出间的转速、转矩数学变换模型,并提出将特征参数转向再生功率机械利用率作为定量的评价指标。最终,形成了一种适用于双输入双输出功率耦合机构的传动方案设计方法,据此设计了双侧电机耦合驱动传动系统。计算表明,功率耦合机构能够实现履带车辆转向再生功率的机械回流,可降低电机的功率需求,所提出方案的电机功率需求仅为双侧电机独立驱动方案电机功率需求的0.65倍。分析结果验证了该设计方法的可行性和正确性。

基于图论的行星变速机构分析方法

以图论理论为基础,提出了行星变速机构的系统图模型的建立和分析方法。通过对系统图模型进行拓扑变换,得到了构件分析图、工况图、转速分析图和转矩分析图模型,并建立了相对应的数学模型。实现了对行星变速机构的结构特性、运动学、动力学和效率的自动化分析。

行星传动方案结构几何矛盾图论判别方法

为实现行星传动方案结构几何矛盾计算机自动判别,应用图的可平面性理论,建立了传动方案的图模型.采用了D.M.P(Demoucron Malgrange Pertuiset)算法对图模型进行可平面性判定,编制了相应的功能程序,提高了方案结构几何矛盾的正确性和效率.最后,应用图的拓扑变换理论分析了方案的2种连接类型所存在的关系.

微小型零件的微细切削加工工艺研究

文章研究了微小型零件的微细切削加工工艺,微细切削加工微小型零件具有较大的工艺和成本优势,适应微小型零件产品批量化、加工柔性化、材料多样化的发展趋势。微小型零件按照加工工艺特征大致可分为微小型轴类、三维结构件、板类和齿轮类零件,总结和分析了上述零件的工艺特征和加工方式,介绍了微小型加工机床和刀具的选用原则,包括如何合理选择微细切削刀具的材料、特征尺寸和结构。微小型零件必须根据机床功能和零件自身结构特点确定装夹方式,并进行准确定位。最后,归纳和总结了微小型零件进行微细切削数控加工工艺设计时应遵循的原则,并进行了详细论述。微细切削加工中,采用合理的数控加工工艺和走刀路线,可以实现微小型零件的精确、高效加工,适应批量化的产品需求。

一种新型齿轮齿形设计方法及啮合性能研究

针对齿轮传动装置小体积、轻量化、高效率的发展要求,提出了一种新型大重合度齿轮齿形设计方法,基于齿轮啮合原理,建立了新型大重合度齿轮齿形的数学模型,在此基础上,研究了新型大重合度齿轮齿形的啮合特性,并与渐开线齿轮进行对比分析。结果表明:新型大重合度齿轮齿形具有重合度大、滑动系数小、齿面磨损均匀、不存在根切现象等优点,是一种较为理想的高性能重载传动齿轮。

基于割集算法和子装配体识别的装配顺序规划

以装配关联图为基础,采用装配邻接矩阵和装配优先约束矩阵描述装配信息,结合子装配体识别技术和割集算法的装配序列规划技术,开发了割集及子装配体的生成算法以及装配顺序生成算法,设计并实现了产品的装配顺序规划,并以液力变矩器为例进行装配顺序的规划和Pro/E Division环境下的虚拟装配仿真。应用表明,所开发的装配顺序规划成功地解决了"组合爆炸"问题,为虚拟装配提供了基础。

新型双内啮合行星齿轮传动性能分析

针对传统行星排特性参数较大、行星齿轮间载荷不均匀分布等问题,提出了一种新型双内啮合行星齿轮传动机构。介绍了该传动机构的技术优势,并对其结构组成与工作原理进行分析。基于转化机构法,建立了新型双内啮合行星齿轮传动机构基本元件间的运动学和力学模型,进一步分析了各元件的转速、转矩、功率等动态特性。最后基于啮合功率法,研究了新型双内啮合行星齿轮传动的效率特性。

一种通用的机电耦合传动特性分析方法

通过假设法并结合机电耦合传动系统各部件间转速线性相关特性和功率平衡方程,建立系统输入、输出以及两个电机之间的转速关系模型和转矩关系模型,并推导出电力分流相对功率的表达式,最终得到一种仅利用5个特征参数即可全面表征机电耦合传动系统特性的新型分析方法。以日本丰田公司的THS-III单行星排传动结构以及美国通用公司研发的双模式机电耦合传动结构为实例,验证了此分析方法具有通用性。

车用永磁同步电机控制系统研究与仿真分析

永磁同步电机以其体积小、功率密度高、效率和功率因数高等明显优点,逐渐成为电动汽车电机驱动系统的主流。针对电动车用电机的特点,以内置式永磁同步电机为例,低速时采用最大转矩电流比控制策略实现大转矩高效率,利用转矩方程经过插值拟合得到转矩和交直轴电流函数关系,实现了MTPA控制;高速时采用超前角弱磁调速系统,提高电机在恒功率区域的调速范围。利用Simulink搭建控制系统仿真模型,验证了方案的正确性,仿真结果可以对车用内置永磁同步电机的设计以及电动车辆传动系统的研究提供一定的参考作用。

新型大重合度齿廓齿轮时变啮合刚度研究

针对内啮合齿轮传动的发展需求,提出了一种可广泛应用于内啮合齿轮的大重合度共轭齿廓,基于能量法计算了新型齿廓齿轮的弹性变形量,在此基础上,对新型大重合度齿廓齿轮进行有限元分析,并与能量法的计算结果进行对比,验证了能量法的有效性.建立了齿轮的法向刚度模型及齿轮副扭转刚度模型,研究结果对新型内啮合齿轮传动的齿廓设计具有借鉴意义,同时为新型内啮合齿轮传动的动力学分析提供了理论基础.

系列化复杂产品参数化设计技术研究

在参数分析、模型库及驱动研究的基础上,针对系列化复杂产品-综合传动系统,以Visual C++为语言、美国PTC公司的Pro/E Wildfire为平台、Pro/Toolkit为工具开发了专用的参数化设计软件,并通过液力变矩器的外环设计为例进行了验证．应用表明,该软件可极大减少了建模时间,是提高系列化复杂产品设计效率的有效途径．

基于分形理论的陶瓷材料显微组织模拟

利用VB开发工具,开发出基于二维和三维系统单相、复相陶瓷材料显微组织及其演变的仿真模拟软件,其主要包括三个模块:二维系统仿真模块、三维系统仿真模块和显微结构定量分析模块;可实现二维和三维的显微组织仿真图像输出,并且可方便地观察空间任意角度截面显微组织及其演变;应用分形理论、拓扑学等方法,对显微结构进行了定量分析,得到晶粒数及平均体积等参数与仿真时间MCS的变化关系。