封头补强仿形织物的曲面几何映射研究

根据织物可网格化变形机制,将封头曲面部分覆盖的补强仿形织物沿曲面母线展开为平幅异形轮廓可织织物,探讨封头曲面覆盖织物与二维可织织物之间的几何映射关系,并提出二维可织织物工艺参数的理论计算方法。研究结果表明,在封头曲面结构参数相同的情况下,封头曲面的展开精度随着织物单元尺寸的减小而增大,且织物单元尺寸对二维可织织物的织造工艺参数也有重要影响。开展了二维可织织物封头铺覆试验,试验结果表明,二维可织织物铺覆后的经纱与封头曲面的径圆重合,纬纱倾斜一定角度,经纬纱基本处于极限剪切稳定状态。研究结果可为封头补强仿形织物的成型工艺设计提供理论参考。

螺旋槽气体轴承动态特性及失稳分析

针对高速动静压气体轴承气膜的复杂非线性动力学行为,以球面螺旋槽动静压气体轴承为研究对象,建立润滑分析数学模型;采用有限差分法与导数积分法进行求解,得到动态扰动压力分布及动态特性系数,并研究切向供气条件下螺旋槽参数、径向偏心率、供气压力、转速对气膜刚度阻尼系数的影响规律;建立线性稳定性计算模型,预测气膜涡动失稳转速,分析运行参数对失稳转速的影响。结果表明:气膜阻尼是一种抑制涡动的因素,气膜的稳定性取决于气膜刚度与阻尼的协同作用;气膜刚度阻尼随着槽宽比、槽深比、螺旋角的增大,整体上呈先增大后减小的趋势;刚度随转速的升高而增大,阻尼则随转速的升高而减小;径向偏心率和供气压力越大,气膜刚度和阻尼越大;在一定范围内,提高供气压力、增大径向偏心率能够提高系统失稳转速;合理地选取轴承结构参数和运行参数,能够优化轴承动态特性,保证气体轴承较高的运行稳定性。

基于CFD的球面动静压气体轴承稳态性能及动态特性分析

基于CFD建立球面螺旋槽动静压气体轴承气膜的有限元模型,数值计算气膜网格点上的压力分布,模拟气膜瞬态流场中复杂的气体流动,得到气膜的压力分布、承载力以及动态特性系数。结果表明:增加供气压力可以有效地增强静压效应,减小气膜厚度和增加转速有助于增强动压效应,动静压效应耦合可以提高轴承承载性能,偏心率为0.4~0.5,平均气膜厚度为8~12μm,供气压力为0.5~0.6 MPa时,产生的动静压耦合效应明显,从而可增加气膜的承载性能和轴承高速运行的稳定性;轴承刚度系数随着气膜厚度的增大呈先增加后减小的趋势,随着偏心率的增加而增加;轴承阻尼系数随着气膜厚度和偏心率的增加变化较为复杂,但整体上呈增大的趋势,因此,合理地选取气膜厚度和偏心率能够提高轴承承载性能,改善其动态特性,提高球面动静压气体轴承运行稳定性。

表面凹槽织构微机械加工及其摩擦学性能研究

作为新兴的表面改性技术,表面织构化可以有效减少摩擦,在摩擦表面应用较为广泛。本文介绍了0Cr17Ni7Al表面织构微机械加工技术,研究了相同载荷及转速工况条件下的光滑表面与凹槽织构表面在摩擦过程中的摩擦性能及磨损机理。研究发现,精雕JDGR200T高速加工中心可以加工0.8mm宽度0Cr17Ni7Al表面凹槽织构,且凹槽槽底圆滑平整,光滑表面的摩擦系数高于凹槽织构表面,但二者的磨损量差别不大。

基于改进模糊熵和灰关系的滚动轴承性能退化评估

针对模糊熵在提取滚动轴承性能退化特征时敏感度较低的问题,提出了一种基于类Sigmoid函数的改进模糊熵,并将其用于滚动轴承退化特征提取。针对传统的滚动轴承性能退化评估方法局部化的问题,提出了一种基于灰关系的滚动轴承性能退化评估方法,该方法使用灰关系理论评估提取的滚动轴承退化特征与可靠性之间的关系,从而达到从滚动轴承可靠性演变规律的整体角度评估滚动轴承退化特征的目的。实验结果表明,改进模糊熵可以精准地提取出滚动轴承的性能退化特征,并且基于改进模糊熵提取的滚动轴承退化特征与滚动轴承的保持可靠度具有一致的演变规律,可信水平均达到95%以上。

基于融合灰色熵和自助马尔科夫链的滚动轴承振动性能退化趋势预测

针对现有的基于熵的非线性动力学方法存在计算结果与非线性动力学系统不一致、计算结果在不同尺度上不一致、计算所需数据长度较长的缺点,提出一种新的非线性时间序列复杂性测度:融合灰色熵算法,并将其用于滚动轴承退化特征提取。针对滚动轴承退化趋势序列数据长度短、预测困难的问题,提出了自助马尔科夫链预测模型。试验研究结果表明,融合灰色熵对数据长度要求较低,并且在不同尺度上的计算结果具有一致性。同时,所提的自助马尔科夫链预测模型的平均相对误差仅为8.497 3%,低于GM模型的平均相对误差。这说明所提模型能够有效地对滚动轴承的振动性能退化趋势进行预测。

低捻纱三维角联锁机织预制体的不稳定结构变形模型

为研究三维角联锁机织预制体在成形回转曲面过程中发生的形变,分析了预制体的结构不稳定因素及其变形类型,构建了预制体代表性体积单元的弯曲变形模型,探究了预制体几何结构参数与纱线截面变形系数之间的函数关系,得到了纱线在等量变形和非等量变形时织物花节长度、经纱倾角和纤维体积百分含量随纱线截面变形系数的变化规律。采用玻璃纤维制备三维角联锁机织预制体并进行弯曲试验,验证了该变形模型的合理性。认为:该研究成果可为低捻纱三维角联锁机织预制体二次成形回转曲面提供理论支持。

Group theory analysis of braided geometry structures

The braided geometry structures are analyzed with point groups and space groups for which the continuous yarn of the braided preforms is segmented and expressed in some special symbols. All structures of braided material are described and classified with group theory, and new braiding methods are found. The group theory analysis lays the theo-retical foundation for optimizing material performance.