三转臂式差动椭圆齿轮系分插机构的工作原理与运动分析

针对我国水稻插秧小株距密植的要求,设计一种三转臂式差动椭圆齿轮系分插机构。论述差动式椭圆齿轮系分插机构的工作原理,并通过该分插机构的示意图来阐述其工作原理和工作过程,同时通过建立运动学模型来对该机构进行运动学分析。

车辆转向架转臂定位节点疲劳寿命可靠性研究

[目的]基于虚拟仿真疲劳试验技术,对某型车辆转向架的转臂定位节点进行疲劳寿命分析及可靠性评估,以提高车辆稳定性并保障列车安全运行。[方法]利用ABAQUS软件建立转臂定位节点有限元模型,获取应力应变数据;通过FE-SAFE软件设置橡胶材料的疲劳参数,进行疲劳寿命仿真分析;采用图检验法对伪失效疲劳寿命进行分布假设检验,选取最优寿命分布;利用寿命分布参数值与应力水平之间的关系拟合出适合的函数关系式,对正常应力水平下转臂定位节点的疲劳寿命进行可靠性评估。[结果及结论]转臂定位节点在正常应力水平下仅有橡胶衬套将产生疲劳损伤;橡胶衬套最下端为伪失效疲劳寿命值最低的区域,也是最先发生破坏的区域;现场试验与疲劳仿真结果验证了转臂定位节点有限元模型的准确性;确定了最优的正态寿命分布;正常应力水平下,转臂定位节点可靠度为0.9时的疲劳寿命循环次数大约为21万次。

一种轨道车辆用橡胶转臂节点总成设计研究

一系橡胶转臂节点在车辆运行中既要传递车辆的纵向力,同时又要提供合适的横向定位刚度给一系悬挂,因此橡胶转臂节点性能的优劣直接会影响到车辆的动力学性能。在一系橡胶转臂节点其设计制造中,其径向刚度和轴向刚度的匹配,即径轴刚度比是设计的关键点,同时也是难点。本文所述转臂节点总成结构为组装式结构,径向刚度由橡胶球铰节点承担,横向刚度由橡胶垫承担,使得整个转臂节点总成的径向刚度和横向刚度可以分开设计研制,互不影响。

核电站闸阀防转臂对阀杆稳定性的影响分析

近年来,国内外核电厂出现了多起电动楔形闸阀阀杆弯曲的缺陷。虽然阀杆的屈曲可以通过压杆稳定性分析方法进行校核,但国内对于承受额外弯矩的阀杆屈曲校核方法的研究却相对缺乏。因此,本论文针对这一问题展开了研究。防转臂是闸阀上一种常见结构件,但其设计不当可能会对阀杆的稳定性造成影响,本文对核电站闸阀防转臂的功能进行了说明,并对两种不同结构的防转臂(平衡型/非平衡型防转臂)对阀杆受压稳定性的影响进行分析,主要结论是非平衡型防转臂会在闸阀关闭时对阀杆引入一个额外弯矩,导致阀杆的压杆稳定性降低,使阀杆弯曲的受力阈值降低。对于额外引入弯矩时的阀杆屈曲校核问题,本文提供一种使用RCCM规范中ZVI2216篇的方法进行带额外弯矩的压杆稳定性校核方法,并按实际阀杆屈曲形貌给出长度系数在1~2间取值的建议。

考虑综合间隙的转臂轴承动态参数计算方法

转臂轴承是RV减速器中的关键部件,其动态参数直接影响RV减速器的整机性能。以RV减速器中的转臂轴承为研究对象,考虑转臂轴承几何参数与工作状态下的物理参数变化,建立了转臂轴承的动力学计算模型;分析了轴承游隙、油膜厚度、温升与转臂轴承综合间隙的关系;通过数值求解,获得了不同工况下轴承综合间隙对转臂轴承时变支撑刚度的影响规律。结果表明,随着综合间隙的减小,轴承径向支撑刚度趋于稳定;当考虑转臂轴承综合间隙时,其径向支撑刚度减小达9.7%。因此,转臂轴承综合间隙对系统动态性能的影响不可忽视。

轴箱转臂定位橡胶节点低温特性对城轨车辆动力学性能的影响

为研究低温环境下转臂节点对城轨车辆动力学性能的影响,对某型地铁车辆转臂节点进行了低温环境(-50~20℃)下的动态特性测试,并建立了低温环境下的地铁车辆动力学模型。仿真结果分析表明,转臂节点刚度随激励频率的增加而增大,阻尼随激励频率的增加而减小,两者都随温度的降低而增大;另外,在低温环境下,刚度和阻尼的频变特性更为显著。随温度的降低,低锥度下车辆临界速度逐渐降低,高锥度下车辆临界速度逐渐增大;车辆平稳性受转臂节点温变特性影响较小,但随等效锥度的增大,平稳性指标逐渐增大;轮轴横向力、脱轨系数及磨耗指数等安全性指标随环境温度的降低有所上升,但均符合车辆运行要求,该转臂节点能够适应现有的运营环境。

考虑摆线轮齿距误差的RV减速器转臂轴承寿命评估

针对RV减速器的转臂轴承易失效的问题,课题组以RV-110E减速器为研究对象,对转臂轴承进行受力分析,采用ADAMS软件建立RV减速器多体动力学模型,以Lundberg-Palmgren理论为基础,计算转臂轴承的寿命,分析摆线轮齿距误差对转臂轴承寿命的影响规律。研究结果表明:转臂轴承的载荷合力与分力呈周期性变化,同一摆线轮上的转臂轴承承受的载荷大小和周期相同,相位差为120°,转臂轴承承受的最大载荷为8 094.6 N,最小载荷为1 371.2 N;转臂轴承的理论寿命为4 629.0 h,仿真寿命为2 505.6 h;齿距误差值开始值为正时,轴承的载荷力比无误差大,反之则小;齿距误差值越大,转臂轴承的载荷力峰值振幅越宽,转臂轴承的寿命稳定性高,反之亦然。

动车组车辆转臂节点疲劳寿命评估

目的:动车组车辆在运行过程中,其转臂节点在机械振动和外部环境的影响下,容易产生机械损伤和疲劳失效,需要对动车组车辆转臂节点的疲劳寿命进行评估。方法:针对动车组转臂节点,开展3组载荷、共6个转臂节点的疲劳试验,获得了不同载荷条件下的转臂节点径向刚度变化率;以橡胶材料Ogden为本构模型,建立转臂节点疲劳寿命有限元模型,分析了载荷对转臂节点疲劳损伤和疲劳寿命的影响规律。结果及结论:疲劳试验结果表明:载荷增加到90 kN后,转臂节点径向刚度变化率快速增大;200万次疲劳试验后,转臂节点径向刚度变化率为25.3%,且达到失效限值,橡胶出现部分溶胶现象,但并未出现明显裂纹。仿真计算结果表明:转臂节点橡胶层疲劳损伤的最大位置位于受载侧两端;随着载荷幅值的增加,转臂节点疲劳损伤逐渐向端部扩散,最终汇聚至橡胶层两端内外表面,且转臂节点疲劳寿命逐步减小;载荷由27 kN增大至100 kN时,转臂节点疲劳寿命急剧下降,径向疲劳寿命由790万次降低至88万次,轴向疲劳寿命由948万次降低至133万次。仿真计算结果与试验结果的一致性较好,说明仿真模型准确且可靠。

转桨式水轮机转轮转臂销轴裂纹分析与优化

转臂是转桨式水轮机转轮接力器中的重要部件,其稳定性及使用寿命严重影响电站的安全运行和经济效益。本文针对转臂销轴根部产生裂纹的现象,通过解析法和有限元法,详细分析了转臂的受力。分析结果指出,转臂销轴根部的裂纹主要是由于根部倒角设置偏小,导致应力集中明显造成的。通过大量分析论证,本文提出了增大转臂销轴根部倒圆半径或在转臂销轴根部开设消应力槽的优化方法,该方法可以有效降低转臂销轴根部的应力集中,从而延长转臂的使用寿命。研究成果为转桨式水轮机转臂的优化设计提供了一定参考,具有较好的工程应用价值。

土工二维振动离心机转臂的设计研究

土工二维振动离心机是岩土地震工程试验研究最有效的试验设备,转臂是支承和驱动吊篮、振动台、试验模型和配重等高速旋转并达到离心试验加速度要求的关键部件.常规土工离心机转臂结构已不满足二维振动试验工况要求.为了使离心机能在常规土工试验、一维振动试验和二维振动试验各工况下稳定运行,将其转臂设计成具有工字梁的焊接框架结构.在对该结构布局和工作原理介绍的基础上,针对某二维振动离心机技术指标,对转臂结构进行了优化设计,并对优化结构进行了力学分析.其结果表明,焊接的框架结构满足二维振动试验工况要求,是一种比较合理的土工二维振动离心机转臂结构.

高速转向架轴箱转臂结构拓扑优化设计

采用变密度方法,建立了以结构的总柔度为目标函数,体积为约束的拓扑优化模型。利用有限元软件hyperworks中的拓扑优化工具对列车转向架轴箱转臂结构初始设计方案进行了减重设计。结果表明,基于拓扑优化技术可以得到既经济又安全的结构方案。

RV传动机构用转臂轴承的受力及接触特性分析

针对曲柄转臂轴承传动部件多和受力具有时变性,致使受力精确计算困难,文中提出一种基于多体动力学的受力计算方法,并利用该方法研究输入转速和负载对转臂轴承受力的影响规律。计算结果表明:转臂轴承受力随曲柄转角呈周期性变化,转速对转臂轴承的受力极值无影响,但影响其疲劳寿命;转臂轴承受力随负载的增加而增大;将几何分析法与所提算法对比,结果显示两者具有很好的一致性。基于该计算结果,进一步采用有限元法分析不同工作载荷对转臂轴承接触应力的影响规律,结果表明转臂轴承存在单边受力现象,且各滚针接触应力各异。相关研究结论为转臂轴承的工程应用与优化分析提供了理论基础。

转臂式灭火机器人灭火技术研究与实现

为有效地应对目前日益复杂的灭火环境,减少不必要的人员伤亡,根据火灾现场实际环境,针对现有灭火机器人研究所存在的问题,对机器人灭火技术进行研究并自主研发了基于ATMega单片机技术的灭火机器人系统,该系统设计了独特的转臂灭火机构和喷水灭火装置。经灭火实验验证,该系统可有效地提高灭火质量和效率,为灭火机器人的实际应用和推广提供支持。

服役转臂节点刚度对运营车辆动力学影响研究

运用SIMPACK软件建立CRH3型高速动车组模型,结合试验获得服役120万km转臂节点刚度变化范围,在考虑2种抗蛇行减振器、3种磨耗踏面与3种钢轨廓形匹配的实际运营工况下,仿真分析服役转臂节点刚度变化对车辆动力学性能的影响。结果表明:120万km服役转臂节点纵向刚度分布范围为90~150 MN/m,主要变化率在-10%~0%之间。在服役转臂节点刚度变化范围内,增大转臂节点纵向刚度可以降低车辆非线性临界速度及运行平稳性,并增大轮轨磨耗,其影响程度与轮轨匹配关系以及抗蛇行减振器种类关系紧密。为保证车辆运行稳定性及平稳性,建议避免使用60N(min-wear)钢轨,适当减小转臂节点刚度以及使用T60抗蛇行减振器。

高速动车轴箱转臂节点载荷谱研究

对于采用转臂式轴箱定位的动车来说,橡胶转臂定位节点的可靠性关系着动车的平稳性和运行安全性,特别是速度350 km/h的高速动车。在前期设计中必须对橡胶节点的抗疲劳性能和强度进行特别的关注,针对方案设计中缺乏节点实测载荷谱的情况,通过雨流计数法和动力学仿真的方法形成了一个典型工况的转臂节点载荷谱。在详细分析了动车结构特点的基础上,建立了350 km/h高速动车动力学模型,对轴箱结构进行了详细的建模,充分考虑了转臂结构及定位节点的刚度特性。结合京津城际铁路的线路特点提出了一种典型工况的组合方法,采用京津实测轨道谱对高速动车在典型工况的动力学性能进行了仿真,并得到了组合工况下转臂节点受力的数据样本。基于Matlab软件编制了雨流计数法程序,通过对典型工况样本进行的数据统计,得到了可用于疲劳分析的节点载荷谱。

提速客车转向架转臂的拓扑优化设计

为设计出易于安装及落车的提速客车转向架转臂结构,基于变密度法和非线性接触有限元法对转臂进行了拓扑优化和强度分析。以HyperMesh/Optistruct为拓扑优化分析平台,创建了转臂的拓扑优化模型;以I-DEAS软件为多体接触分析平台,建立和分析了新型转臂的多体接触有限元模型。结果表明:新型转臂结构在满足使用强度的要求下,不仅从整体上改善了结构的应力分布,使应力分布更趋均匀,而且转臂的质量也比现有结构的质量下降了9.7%。

基于粒子群算法的支撑式转臂驱动装置铰点位置的优化

以工程机械中常见的支撑式转臂结构为研究对象,为使该种结构的驱动装置在整个工作状态内达到最优效果,通过分析该种结构并建立其数学模型,得出影响支撑式转臂结构驱动装置受力情况的主要因素,并对其运用粒子群优化算法进行优化,从而得出最优的铰点位置.因所使用的优化方法及优化对象均有一定的通用性,为方便工程应用,编写了该种结构的优化程序,并将某型液压挖掘机动臂液压缸原铰点位置代入本文所给优化程序,通过比较优化前后动臂液压缸受力情况,理论验证了该方法的可行性.

转臂轴箱定位节点位置对机车动力学性能影响分析

利用SIMPACK建立某出口2B0机车动力学模型,分析了转臂轴箱定位节点的纵向位置对机车动力学性能的影响。研究表明节点纵向位置对机车横向稳定性有较显著影响,而对机车直线和曲线通过性能影响不大。得出了在动力学模型中,需要把转臂作为一个单独元件考虑,以减小计算误差的结论。

一种变刚度转臂节点设计及试验研究

设计了一种新型的适用于轨道车辆转向架的具有变刚度特性的轴箱转臂节点,它由橡胶主簧、橡胶辅簧和液压机构组成。介绍了该节点的设计原理,论述了主要构件的结构设计思路和参数计算方法。基于结构参数计算结果完成样件试制,动静态刚度试验结果验证了结构方案的合理性,样件实现了低频低刚度和高频高刚度的变刚度特性。所述结构方案和试验方法为液体橡胶复合减振技术在轨道车辆上的工程化应用奠定了理论基础。

转臂式离心机工作室内的瞬态温度求解与分析

考虑大型转臂式离心机圆柱形工作室各墙壁(顶板、底板和侧壁)的瞬态导热,建立各墙壁的瞬态温度控制方程,对控制方程进行Laplace变换并求解,得到了透过墙壁内表面的总热流量与工作室内空气温度的关系.同时,综合考虑离心机驱动系统输出功率与工作室内空气和固体部件吸热、墙壁系统的吸热和导热、出风口带出的热量,以及动能与进风口带入的热量和动能之差等供能与耗能之间的平衡关系,建立工作室内瞬态温度控制方程,导出了工作室内空气瞬态温度的Laplace变换像函数的解析表达式.然后,采用求解Laplace逆变换的展开定理,导出了工作室内空气瞬态温度随时间变化的级数型显式表达式.最后,以一台多用途离心机为例,进行了工作室内空气温度的理论计算,与以前只考虑墙壁稳态导热的理论计算相比,瞬态计算结果与实测结果更加接近.所建瞬态温度公式提高了工作室温度的预测精度,有助于提升大型转臂式离心机工作室温控设计的水平.