人字齿行星传动精度半解析建模与分析研究

针对考虑误差的人字齿行星轮系传动精度求解的准确性与效率问题,提出一种人字齿行星轮系传动精度建模与分析的半解析方法,以便准确高效地分析制造误差对人字齿行星轮系传动精度的影响规律。基于切片法建立考虑齿距误差和双螺旋线对中误差的人字齿行星轮系准静态解析模型,人字齿轮内外齿轮副的柔度矩阵采用有限元子结构方法获得;通过迭代求解模型的非线性微分方程组分析行星传动在误差和负载作用下运动(位移/转角),形成半解析的人字齿行星轮系的传动精度分析方法;以3个行星轮的人字齿行星轮系为例,分析在负载工况下齿距偏差和双螺旋线对中误差对传动精度的影响,并在同等精度条件下与有限元对比提高计算效率300倍以上,说明本模型的有效性与准确性。

基于变密度法的发动机支架性能优化

针对某汽车发动机支架的性能优化设计问题,基于变密度法进行拓扑优化设计。通过建立动力总成悬置系统力学模型,计算扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况的悬置载荷,并采用有限元法对发动机支架进行强度和刚度性能分析。根据分析结果,以发动机支架的单元相对密度为变量,质量分数为约束,加权柔顺度最小为目标,建立了发动机支架的多工况拓扑优化数学模型。结合零件的应力分布和加工工艺要求,在保持质量不变的条件下,根据拓扑优化结构对发动机支架进行了重构。优化前后的对比结果表明,重构的发动机支架的强度、刚度和模态性能均有了明显的改善。

结合模糊聚类和合作竞争博弈的优化方法

针对多目标优化问题转化为博弈问题的难点,即博弈问题的各博弈方战略集的确定问题,利用均匀设计试验法、回归分析和F检验为模糊聚类提供数据基础,将多目标优化设计与博弈分析结合起来,提出了一种多目标优化方法。以减速器优化设计为例,对该方法的性能进行了分析与验证,并与传统单目标优化方法进行对比分析。结果表明,该方法收敛速度快,计算效率高,无需人为确定各目标权重,具有工程应用价值。

液压制动夹钳通用化组装工艺研究

我国轨道车辆制造产业的订单式生产模式,决定了制造过程中工装的随单变化性,给产品生产制造带来质量不稳定、生产效率低,给工艺人员带来设计工作量大、重复性劳动多等问题,成为制造工艺中的一个技术难点。在这种产业环境和特殊的生产模式下,相关工装如何更好更快的设计及制作出来,并能够满足生产过程中的质量控制及效率提升显得尤为重要。为了满足产品生产节拍、质量控制,应该形成一定的共性,这些共性的梳理、明确,就需要建立一种整体的工装思路对工艺保证工作进行指导,因此,工装在生产中的应用研究对制造企业而言是非常重要的一项工作,工装通用化程度低造成了工装设计、制作、使用、维护管理等一系列的问题。由于产品逐渐平台化,同种产品外形和结构极为相似,需要投入大量的工装,对企业的现场装配生产提出了很高的要求。在工装设计中推行标准化、系列化、通用化,对于简化设计工作、消除重复劳动、缩短生产准备周期、提高工装质量水平和降低成本都是有益的,工装的通用化对产品起到了重要作用。液压制动系统主要应用于有轨电车、磁浮车辆领域,液压制动系统具有重量轻、体积小、响应速度快、制动力足够大等诸多特点。该文以中车制动株洲分公司(以下简称株洲分公司)研制液压制动系统为例,通过对液压制动夹钳的结构形式、工艺过程的分析比较,以提升生产效率及实现液压制动夹钳组装的通用化为目标,对适合液压制动产品的多品种、小批量的通用化组装工艺进行研究,提出改进思路,并就液压夹钳流水线工装通用化设计,说明通用化的重要性。

低速大熔滴扁平化过程的温度变化

为了便于研究喷涂过程中熔滴粒子的碰撞扁平行为,根据雷诺数力学相似性准则,采用低速大熔滴撞击基体来模拟粒子的碰撞扁平行为.设计一个基于快速热电偶的温度采集装置,分别对Sn-Pb,Zn和Zn-Al熔滴与基体碰撞扁平,以及冷却凝固过程的温度变化进行检测与分析.研究表明,一定速度的熔滴粒子撞击基体后,会以粒子轴为中心,在基体表面向四周任意方向发生横向铺散流动.其温度曲线是先急剧升高到峰值,然后快速下降,并且随着时间的增加,下降速率开始慢慢减小;由于Zn-Al熔滴的潜热值最大,其冷却凝固的时间相对于Sn-Pb,Zn熔滴的冷却凝固时间更长.

水产品解冻冷能回收利用污水换热器的研究

针对水产品解冻水中冷能回收利用存在的问题,根据解冻水的特性,开发研制了一种专门用于解冻水回收利用的换热器。通过比较各种换热器结构型式,选用了人字形波纹板型换热器。进行了换热性能与流动阻力分析,建立了波纹倾角、波纹高度、波纹间距与努塞尔数、压降的关系,得出换热效果最佳时的波纹倾角、波纹高度、波纹间距组合。利用CFD软件分析,验证了设计的换热器换热效率高,满足实际工程需要。

机械手换刀装置凸轮的设计

介绍一种加工中心机械手换刀装置的结构与原理,阐述了机械联动凸轮的设计要求和方法,给出了较为详细的凸轮曲线和结构参数。

装配间隙对大型模锻压机结构刚度的影响

为了便于装配,在大型机械装备的安装中往往需要预留一定的间隙,根据大型模锻压机的几何特征和受载情况,利用有限元分析软件MSC.MARC对模锻压机在不同工况和不同装配间隙下的结构刚度进行模拟分析,探讨了装配间隙对模锻压机结构刚度的影响,并给出降低安装难度的合理间隙值范围。

多孔Ni-Ti合金低频内耗行为的实验研究

利用LMR-1型低频力学驰豫谱测量系统,以强迫振动方式在0℃～200℃温度范围内对多孔Ni-Ti形状记忆合金进行了内耗性能测试研究。结果表明:马氏体正逆相变温度内耗表现上有峰值出现,认为是相变过程中运动或静止的界面在外加交变应力作用下驰豫造成的,为设计多孔Ni-Ti合金在耗能减振方面的应用提供依据。

多孔Ni-Ti形状记忆合金低频内耗性能测量研究

利用LMR-1型低频力学驰豫谱测量系统,以强迫振动方式对多孔Ni-Ti形状记忆合金进行了内耗性能测试研究。结果表明:马氏体正逆相变温度内耗表现上有峰值出现,认为是相变过程中运动或静止的界面在外加交变应力作用下驰豫造成的。

基于拓扑优化方法重载变速箱体轻量化设计

传统变速箱箱体生产遵循保守原则,质量分配不均,自身重量过大。为获得结构合理,质量低的变速箱箱体,以某装载机变速箱箱体为研究对象,采用理论分析计算与仿真相结合的方式对变速箱箱体进行了静力学分析,获得了箱体在最大载荷工况下应力及变形;运用Ansys Workbench软件对箱体进行了模态分析,获得了箱体前10阶的固有频率及振型。基于分析结果采用变密度法,对箱体进行以体积最小为优化目标,以形变和应力为约束条件的结构拓扑优化,在此基础上根据优化后的云图对其进行相对应结构设计。优化后变速箱箱体质量减少11.68%,最大变形量降低20.2%。分析结果表明,优化后的变速箱箱体综合性能得到提高,实现了轻量化设计和提高可靠性的双重目的。

多孔NiTi形状记忆合金的生物医学特性及其医用前景

讨论了多孔NiTi形状记忆合金的生物医学特性 ,尤其是其多孔性带来的诱导骨组织长入的特性 ,使植入物与人体骨组织的结合更加牢固可靠。阐述了多孔NiTi合金适于植入的力学性能 ,如形状记忆效应、高的抗压、抗弯强度和与骨组织接近的弹性模量 ,探讨了其在人体骨组织修复和替换方面的应用前景。

海水径向柱塞泵陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

海水径向柱塞泵通过增加单转柱塞往复运动频率,减少了泄漏量,提高了泵的容积效率,适用于低转速场合。但低速下的泵内摩擦副尤其是微型面接触摩擦副很难形成流体动力润滑,这就对摩擦副材料性能提出了较高要求。选择几种陶瓷材料与17-4PH配对,通过海水环境中销盘摩擦实验,考察了材料的摩擦学性能。实验结果表明在不同载荷下,ZrO_2摩擦系数和磨损量均为最低,磨损后的表面粗糙度最低。ZrO_2与17-4PH配对更适合作为微型面接触摩擦副的材料。

关于DFM技术理论与实现策略

本文论述了ＤＦＭ 技术产生的背景，主要内容和关键技术．阐明ＤＦＡ 技术发展过程、功能与作用、原理和基本设计准则，并指出ＤＦＡ 中可装配性评价以及实现框图，并结合实例说明ＤＦＡ／ Ｍ 的优化效果以及最后介绍了ＥＣＥ（ 早期成本预估技术） ．

基于有限元动力学的曲轴CAE分析

基于有限元动力学方法,通过建立包括活塞、连杆、飞轮和减振器皮带轮在内的有限元模型与多体动力学模型,通过进行曲轴系统在工作状态下的柔性体多体动力学仿真,分析了曲轴在运行状态下的扭振响应特性与应力分布变化,得到曲轴的安全系数分布,为曲轴设计评估与改进提供了依据和方向。

7050铝合金热压缩本构方程

利用Gleeble．3800热模拟试验机进行了7050铝合金热轧板材高向试样在应变速率0．01S-1-3S-1，变形温度为250—450℃条件下的恒速率等温压缩实验。得到了材料的流变应力曲线，分析了合金的流变应力变化特征，建立了合金的流变应力本构方程，为采用7050铝合金热轧板材作为坯料进行热加工工艺提供了理论依据。

面向4D打印双层结构自弯曲的变形激励源布局设计

自弯曲作为4D打印的主要变形形式,近年来受到广大研究者的关注。目前针对4D打印结构自弯曲变形的研究主要以试验为主,即通过大量试验指导4D打印产品设计。针对这一问题,提出了面向4D打印双层结构自弯曲的变形激励源布局设计方法。将简单双层结构作为复杂结构变形的激励源,仅需对激励源进行试验测试,即可通过理论模拟多激励源驱动下的4D打印结构变形结果,实现4D打印结构自弯曲的模拟仿真。同时,通过激励源布局参数反求思路,可以指导4D打印自弯曲结构产品设计,为4D打印结构设计提供了新的思路。最后,通过试验测试验证了该方法的有效性,并发现相较于激励源间距,激励源数量对结构弯曲有更大影响。通过合理设计激励源数量和间距,能够实现对4D打印双层结构自弯曲变形的控制。