考虑热弹性变形的角接触球轴承微观热弹流分析

运用点接触热弹性流体动压润滑理论,考虑了润滑油膜温升变化引起的角接触球轴承中滚珠和内圈接触表面的热弹性变形和表面随机粗糙度的影响,提出了一种计入热弹性变形和随机粗糙度影响的角接触球轴承热弹性流体动压润滑分析方法.该方法通过将热弹性变形进行热力转换,得到了滚珠和内圈接触表面的材料线热膨胀系数,计算修正了滚珠和内圈表面因油膜温度场变化引起的热弹性变形,求得了计入热弹性变形和表面粗糙度后的油膜压力、油膜厚度、油膜温升以及热弹性变形等主要润滑特性,研究了内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和油膜压力的影响规律,结果表明:最大热弹性变形量与最小油膜厚度处在同一量级,并且内圈转速、滑滚比和滚珠数量的变化对油膜厚度和压力会产生明显的影响.进一步对比分析了几种算法下的最小膜厚,验证了计入热弹性变形的数值算法的可行性.

线接触弹流润滑下固体表面热应力的计算

线接触热弹流润滑下,与油膜接触的两固体表面会产生温升变化,固体表面必定会产生热应力,由于固体表面受到了非均匀油膜压力的约束,数值求解固体表面热应力的难度较大。将热力转换原理和热弹性力学理论引入弹流润滑计算中,给出了数值计算方法,实现了固体表面线胀系数的数值求解,解决了热应力和热弹性变形的数值计算,通过算例得到了满足收敛精度的润滑特性和热应力的数值解,并讨论分析了线载荷变化对固体表面热应力的影响。研究内容可为热弹流润滑分析和约束条件下固体热应力分析提供理论基础和数值方法。

考虑弹性模量变化的线接触滚子副微观热弹流润滑分析

作为金属材料重要的性能参数,弹性模量会随着温度变化而变化。然而,在热弹流润滑研究分析中一直把弹性模量取成常数,计算结果必定存在误差。以无限长线接触滚子副为研究对象,将固体弹性模量随温度的变化关系引入热弹性流体动压润滑理论,结合热弹性力学理论和热力转换原理,同时考虑随机粗糙度的影响,给出了热弹流润滑数值计算方法。计算中增加了弹性模量场的求解,设置了弹性模量场的收敛精度,通过算例进行了计算,分析了考虑弹性模量变化前后载荷变化对油膜压力和膜厚的影响。研究内容可以为弹流润滑分析和材料特性研究提供理论基础。

有限长滑动轴承非线性油膜力的近似解法

本文中提出了一种求解有限长径向滑动轴承非线性油膜力的近似解析方法.在滑动轴承-转子系统非线性动力行为分析中,油膜力计算模型通常采用"π"油膜假设,但是,实际工况中油膜的存在区域并非是"π"区域,运行时油膜中出现气穴,破裂成条纹状(即具有Reynolds边界条件).本文中的近似解析方法采用Reynolds边界条件,基于变分原理,运用分离变量法求解油膜的压力分布,其中油膜压力的周向分离函数通过无限长轴承的油膜压力分布获得,油膜的破裂终止位置角通过连续条件确定,轴向分离函数运用变分原理并结合周向函数求得.计算结果表明:本文中提出的方法和有限元方法的结果吻合得很好.在此基础上,分析了一些轴承参数对油膜压力分布的影响.

基于模糊集理论的四杆机构优化设计

以曲柄摇杆机构为例,根据在设计中参数值的不确定性,使从动件在原动件运动规律一定的条件下能准确地按一定规律运动,并以理论和实际运动规律之间的偏差最小为设计目标,建立了模糊集理论设计的数学模型,给出了设计方法,并利用MTLAB软件编写的计算机程序运算出优化结果.通过和常规的优化方法惩罚函数法在结果上的数据对比表明,理论运动轨迹和实际机构的运动轨迹之间偏差的平方和减少了11.89%,充分体现了模糊集理论在四杆机构设计上的优越性.

基于均匀设计法的机构优化设计

以曲柄摇杆机构为例,根据该机构在设计中参数值的不确定性,使从动件在原动件运动规律一定条件下能准确的按一定规律运动,并以理论和实际运动轨迹之间的偏差最小为设计目标,建立了均匀优化设计的数学模型,并给出了设计方法和结果分析。

线接触热弹流润滑中材料热膨胀系数的计算

运用线接触热弹性流体动压润滑理论,结合热弹性力学理论和热力转换原理,提出了一种求解线接触热弹流润滑下接触固体表面材料热膨胀系数的方法,能解决油膜压力约束下的非均匀温度场引起的固体表面热弹性变形的求解问题。通过算例求解得到了满足收敛条件的数值解,进一步分析了载荷、卷吸速度和固体材料变化对材料热膨胀系数的影响。研究结果表明:同种金属材料时,半径大的固体表面在计算域内各点的材料热膨胀系数相对较大;载荷增大时,固体表面各点材料热膨胀系数变大;速度增大时,两固体表面材料热膨胀系数会减小;固体密度增大时,固体表面的材料热膨胀系数减小。

圆盘偏心量变化转子的非线性动力学行为

为了研究转子圆盘偏心量对转子系统动力学行为的影响,建立了滑动轴承-转子系统的动力学模型及相应的运动方程。运用改进的Wilson-θ法并结合Floquet分岔理论研究了转子系统的稳定性及分岔行为,数值结果揭示了系统具有周期、周期2、周期4、周期8和周期5等复杂的非线性动力学现象。从计算结果可以看出,转子圆盘处的偏心量对转子系统的非线性动力学行为有着较大的影响,选择合适的参数可以提高转子的稳定性。

有限长滑动轴承非线性油膜力的一种近似解

假设油膜处于层流状态下,提出了一种求解有限长滑动轴承非线性油膜力的近似解析方法。通常在轴承-转子系统非线性动力学行为分析中,油膜力计算模型采用‘π’油膜假设。但是,实际中油膜存在区域并非是‘π’区域。假设油膜的起始角是0,而终止角需要求解。本文基于变分原理,运用分离变量法求解油膜的压力分布。从计算结果可以看出,提出的方法和有限元方法吻合的很好,同时也分析了油膜力随其它一些参数的变化。

平面机构全变量优化设计方法研究

以曲柄摇杆机构为例,将全部杆长作为设计变量,根据各变量在设计范围内的不确定性,使从动件摇杆在主动件曲柄运动规律一定的前提下能准确按预定轨迹运动,以理论和实际运动轨迹之间偏差值的平方和最小为优化设计目标,建立了数学模型,并给出了两种优化设计方法——序列二次规划法和均匀设计法的优化过程.研究结果表明:两种方法均能达到更加良好的优化目标,设计精度均有大幅提高,优化过程也更加简便、可行.

轴承微极流体弹流润滑的三维数值解

根据润滑理论,考虑弹性变形,推导了轴承微极流体弹流润滑三维问题的Reynolds方程.结合约束条件,利用编程软件分别模拟出了点接触和线接触微极流体弹流润滑条件下的三维数值解,数值结果更加直观形象地呈现了空间三维油膜压力和膜厚的数值分布情况.

活塞应力应变分析与加工质量控制方法研究

从活塞铸造成型过程中产生的铸造应力出发,分析了加工应力和装夹应力和切削应力的产生,选择了合适的检测设备及方法,实现对活塞毛坯的应力应变测量以及装夹和切削过程中活塞的应力应变的测量,并给出了合理性的解决方法。能实现对活塞的加工过程进行模拟,可以研究加工过程中活塞应力应变的动态变化规律,为改善工艺,提高加工精度和获得更高的加工质量提供指导。

考虑热弹性变形和表面粗糙度的圆柱滚子轴承热弹流润滑分析

运用线接触热弹性流体动压润滑理论,考虑了润滑油膜温升变化引起的圆柱滚子轴承中滚子和内圈接触表面的径向热弹性变形和表面粗糙度的影响,提出了一种计入热弹性变形和粗糙度影响的圆柱滚子轴承线接触热弹性流体动压润滑分析方法。该方法通过将热弹性变形进行热力转换,得到了滚子和内圈接触表面的材料线热膨胀系数,计算修正了滚子和轴承内圈因油膜温度场变化引起的径向热弹性变形,求得了计入热弹性变形和表面粗糙度后的油膜压力、油膜厚度、油膜温升以及径向热弹性变形量等主要润滑特性,研究了载荷、卷吸速度和滑滚比的变化对最小油膜厚度、最大油膜压力和最大油膜温升的影响规律,结果表明,热弹性变形量与最小油膜厚度处在同一量级,热弹性变形和粗糙度会对润滑特性产生明显的影响。