螺旋圆柱压缩弹簧的优化设计

采用穷尽法及连续变量自动整型技术对螺旋圆柱压缩弹簧进行优化设计。

螺旋加筋圆柱壳屈曲特性试验及数值研究

为研究均匀外压下,螺旋加筋圆柱壳的屈曲特性,制作2组螺旋加筋圆柱壳和不加筋圆柱壳,并对其开展几何测量和静水压力测试。其次,基于实测初始几何缺陷,对螺旋加筋圆柱壳和圆柱壳开展非线性数值分析,数值分析与试验结果具有良好一致性。最后,研究圆柱壳长度与肋骨螺距之比(长度螺距比)、肋骨截面类型对螺旋加筋圆柱壳屈曲载荷的影响规律。结果表明,螺旋加筋可使圆柱壳获得52.6%的极限载荷增益;随着长度螺距比增大,螺旋加筋圆柱壳的屈曲载荷也随之增大,但受缺陷幅值的影响也变大;L型截面的螺旋肋骨相较于矩形截面和工字型截面,屈曲载荷提升效果最优,最大提升14.6%。

磨削圆柱螺旋槽的砂轮轮廓及位姿快速计算方法

在立铣刀螺旋槽的数控磨削过程中,砂轮的安装位姿对螺旋槽的前角、芯径、槽宽等截形参数影响显著,进而影响刀具的切削性能。精确、高效求解砂轮位姿是螺旋槽磨削工艺的首要任务,目前大多采用迭代的优化计算方法,但存在计算模型的精度与效率不足的问题。基于此对模型进行分析研究,采用一种优化计算新方法,根据芯径形成机理,通过接触原理对砂轮与工件的相对位姿进行运动变换,得到能够预先保证芯径的位姿参数表达式,降低了位姿参数变量维度,从而提高计算效率;同时推导了前角、槽宽的解析表达式,以此为约束,采用数值优化算法可精确计算出砂轮位姿参数。通过仿真与磨削试验对算法进行验证。结果表明,所提算法可以较精确地计算出砂轮位姿参数,相比于预先设计值误差较小,且计算效率比迭代法高,具有较高的工程实用性。

新型平面螺旋齿线圆柱齿轮及其加工方法

为提升圆柱齿轮的加工效率与齿轮副承载能力,提出了一种新型的平面螺旋齿线圆柱齿轮与该齿轮的快速成形方法,即采用旋转大刀盘快速铣削齿轮,刀盘上按平面螺旋线(阿基米德螺旋线)布置多个刀杆与刀具连续切削齿轮齿槽,平面螺旋线螺距与被加工齿轮齿距相等,刀盘旋转一圈,被加工齿轮旋转一个齿,实现对齿轮的连续快速加工,通过VERICUT加工仿真验证了该方法的可行性;并研制专用加工机床,实施新型齿轮的加工;阐明了加工出的平面螺旋齿线圆柱齿轮的主要参数,其凹齿面齿线半径略大于凸齿面齿线半径,轮齿呈微鼓形,可以减弱齿轮副啮合偏载。通过对平面螺旋齿线圆柱齿轮副进行三维模拟啮合分析,得出平面螺旋齿线圆柱齿轮副接触区间主要分布于接触齿面中间的部分区域,且轮齿两端受力逐渐变小,有效减少了轮齿两端齿根处的弯曲应力,提升了齿轮副承载能力。

复合材料圆柱螺旋弹簧的制造与实验研究

对玻璃纤维复合材料圆柱螺旋弹簧的加工和弯曲力学性能进行了研究。通过大量探索性试验确定了复合材料弹簧的成型工艺流程 ,讨论了弹簧的加工工艺及结构参数对其弯曲回弹力、回复率及拉伸性能等的影响规律。研究结果表明 ,复合材料弹簧的弯曲力学性能与弹簧内径、纤维束的捻度、股数及直径等有直接关系 ,并受弯曲、回复时间的影响 。

复合材料圆柱螺旋弹簧的刚强度分析

本文中对与中空圆截面簧丝轴线成±45°铺层的复合材料压缩圆柱螺旋弹簧进行刚强度分析。基于层合板理论,利用纤维复合材料平板的剪切模量及各向同性材料弹簧刚度公式,理论导出了该类复合材料弹簧的刚度表达式。同时,基于蔡-希尔强度公式和杆件扭转理论,分别求出弹簧的极限压缩载荷与最大压缩位移。计算结果与实验数据较为接近。本研究为该类复合材料弹簧的设计提供一定的理论参考。

圆柱螺旋弹簧可靠性优化设计

首先分析了圆柱螺旋弹簧静强度和疲劳强度可靠性模型建立方法,推导了其可靠性计算的公式和应力强度的分布形式。其次为充分发挥零件材料的效能同时又要考虑到零件的可靠性指标,以圆柱螺旋弹簧的质量为优化的目标函数,利用机械可靠性设计和机械最优化设计方法,在弹簧常规约束和可靠性约束基础上,建立了可靠性优化设计计算模型。最后,结合优化工具和上述优化模型对具体实例进行了应用计算,并分析对比了可靠性优化设计和常规优化设计的结果,说明所提可靠性优化设计方法实用、可靠,能最大程度地满足设计要求。

各种直纹圆柱螺旋面制件展开 CAD

以一个一般的直纹圆柱螺旋面为基本研究对象，介绍了其展开方法，进而提供了按这种方法用计算机绘制的展开图例。

基于遗传算法的圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性优化设计

针对传统优化设计的局限性 ,通过应用模糊设计理论和可靠性设计理论 ,建立弹簧的模糊可靠性优化设计的数学模型 ,并采用遗传算法对其进行优化。研究表明 ,遗传算法在弹簧的优化设计方面 。

圆柱螺旋弹簧刚度的稳健性设计

稳健性设计是一种保证产品质量、降低成本的有效设计方法 ,在工业发达国家受到极大重视。就稳健性设计思想和方法作了概述 ,在此基础上提出了稳健性设计的一般数学模型 ,然后对圆柱螺旋弹簧刚度开展稳健性设计 ,提高了圆柱螺旋的设计质量。

基于三次设计和模糊理论的圆柱螺旋弹簧稳健设计

将稳健设计的三次设计法和模糊数学方法应用于圆柱螺旋弹簧的设计中 ,方便地处理了离散性与模糊性问题 ,对疲劳强度可靠性、静强度可靠性、刚度、稳定性、无共振、最小质量等多目标运用三次模糊设计法 ,得到了实用的圆柱螺旋弹簧的稳健设计结果。本文还针对参数设计中望目特性SN比计算式在机械稳健设计中的不足提出并使用了分别为模糊目标和明确目标的两种SN比的修正式 ,增强了望目特性的实用性。

预应力圆柱螺旋弹簧弯曲弹性特性研究

研究了预应力圆柱螺旋弹簧的弯曲弹性变形特性。通过对弹簧圈进行受力分析,利用材料力学的相关理论,推导了弹簧在受到弯矩作用时弯矩与弯曲角度之间的关系,得出了弹簧弯曲角度的计算公式,并对参数进行了优化。通过试验验证,表明所提出的公式精度较高,能满足工程设计的需要,为后续弹簧系统的动力学性能研究奠定了基础,同时也为新弹簧的设计提供了一定的理论依据。

空间受限的引信圆柱螺旋压缩弹簧设计反推算法

对于已知参数少的引信圆柱螺旋压缩弹簧,用普通弹簧基本公式计算法和一般引信弹簧试算法设计时,会使设计计算比较盲目,需要反复试算,计算量大.基于一般引信弹簧试算法,提出一种只给出空间尺寸、平均抗力要求及相应检验高度、全压缩高度等参数弹簧设计的反推算法.算法根据已知条件和弹簧设计的取值约束条件,利用相关计算公式反向推算出弹簧的结构参数.用普通弹簧基本公式计算法和一般引信弹簧试算法验证了反推算法所计算出的弹簧参数值的正确性.反推算法避免了由于某些量的不确定而导致的不断重复试算,不但适用于同时有芯杆和驻室导向件等空间尺寸有约束情况下的圆柱螺旋压缩弹簧设计,而且适用于只有芯杆或只有驻室导向件的圆柱螺旋压缩弹簧设计.

加工圆柱螺旋曲面用盘形铣刀廓形设计的向量法

采用盘形铣刀加工圆柱螺旋曲面，工件上的螺旋曲面是盘形刀具切削刃回转面螺旋运动所形成的包络，两个面在空间相对运动的任一瞬时必沿一条曲线相切，此曲线称为接触线。接触线缆工件轴心线作螺旋运动，便形成工件的螺旋曲面，绕刀具轴心线回转便形成刀具回转面。依照有关文献的解析法，建立了一套加工圆柱螺旋曲面用盘形铣刀廓形设计的向量法。经实例应用，表明向量法具有直观。简捷、形象、实用等优点，对无专用数控机床的中小型机械制造厂提高单螺杆式机械的制造质量，具有普遍实用性。

基于SolidWorks创建圆柱螺旋压缩弹簧的参数化设计

通过建立圆柱螺旋压缩弹簧参数的计算方程式,采用SolidWorks软件,用户只需输入弹簧的有关参数,即刻生成对应变量弹簧的三维模型,真正实现圆柱螺旋压缩弹簧的参数化建模.在此基础上根据设计的需要,将常用的弹簧尺寸以配置的形式保存,添加弹簧的零件库,便于今后调用.借鉴这种方法,建立机械零件中的常用件和标准件的零件库,具有一定的参考和实用价值.

机车圆柱螺旋弹簧的有限元及试验分析

对机车圆柱螺旋弹簧进行研究,建立了比较符合实际的压缩弹簧的三维有限元计算模型,并对压缩螺旋弹簧进行了刚度、静强度分析。同时将试验结果与有限元分析结果进行比较,分析结果表明,弹簧满足设计要求。

圆柱螺旋压缩弹簧的优化设计

采用约束坐标轮换法,以弹簧钢丝直径、弹簧中径、弹簧工作圈数为设计变量,以弹簧质量最小作为优化设计目标,对压缩圆柱螺旋弹簧进行优化设计,既能做到各参数之间的优化组合,又能缩短设计周期。设计结果表明,弹簧的质量明显减轻。

基于模糊熵理论的圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性设计

模糊可靠性设计是将模糊设计理论与可靠性设计理论相结合的一种现代设计方法,但模糊设计理论中的隶属函数上、下界的确定主要依据经验性的扩增系数法,往往缺乏科学性。引入熵理论,可以在不完全依靠设计者经验的前提下对可靠性设计的模糊程度进行数值计算,定量描述隶属函数上、下界与可靠度的关系,并对圆柱螺旋压缩弹簧强度进行了模糊可靠性设计,为机械模糊可靠性设计提供了新方法。

基于Protoolkit的圆柱螺旋齿轮的精确三维参数化建模

在CAD/CAM/CAE中,机械产品的三维建模是基础,其精确程度和质量决定着设计、分析、制造等后续过程的质量。文中讨论了圆柱齿轮中的一类圆柱螺旋齿轮的齿廓曲面的精确表达,在三维造型软件Pro/Engineer中的生成方法以及在Pro/Engineer与C语言的接口Protoolkit中,圆柱螺旋齿轮上的形状结构特征在Pro/Engineer中的表达、操作、处理函数的功能和应用开发方法。并以此为例设计了一个圆柱螺旋齿轮的三维参数化设计系统。

圆柱螺旋拉压弹簧多种失效模式的可靠性设计

分析了弹簧实际可能的四种失效模式 ,建立了弹簧的多种失效模式的数学模型 ,其中考虑到了模式相关问题。实例计算与弹簧的常规设计计算比较说明 ,应用该可靠性计算数学模型对弹簧进行设计计算更趋于科学和实际。