交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮数字设计方法研究

汽车转向器的传动比是影响车辆转向轻便性和灵敏性的重要因素之一,车辆在转向时为了获得轻便性和灵敏性的统一需要采用变传动比转向器。通过综合分析机械式变传动比转向器的重要部件交错轴变传动比齿轮副的啮合特点,基于包络原理提出了一种全新的变传动比齿轮数字设计方法,此方法将交错轴变传动比齿轮副中斜齿轮看作由垂直于其轴线的无限接近的平面集合与其截交后截平面的集合,每个截平面称为"齿轮元",交错轴变传动比齿轮副的啮合传动可看作齿轮元的集合与变传动比齿轮的啮合,变传动比齿轮齿廓上每个齿廓点的高度值,是过此点且垂直于齿条运动方向及斜齿轮轴线的直线随此点一起啮合传动时,与此点啮合过程中遍历齿轮元集交点高度值中的最小值。基于上述方法,建立了交错轴变传动比齿轮副变传动比齿轮齿廓点高度值计算的数学模型,开发了求解算法,得到了变传动比齿轮的齿廓点云,并将此方法成功应用到了某型变传动比转向器的研制中,通过样件试制及测试验证了该方法的正确性。

平行轴变传动比齿轮数字设计方法

为解决平行轴变传动比齿轮副关键零件变传动比齿轮的设计问题,提出一种全新的数字设计方法。该方法综合考虑齿轮副中定传动比齿轮的变位、基圆与齿根圆的位置关系,以及齿轮副的啮合遍历、顶隙等设计因素,将定传动比齿轮看作由无数个垂直于其轴线的无限接近的平面截切其实体后得到的截平面的集合,每一个截平面称为一个齿轮元;假设过变传动比齿条齿坯顶面上任一点有一条平行于齿轮副基圆圆心连线的随动直线,传动时该直线与对应齿轮元集产生一系列交点,此点处的齿廓高度值即为交点高度值中的最小值。建立了求解变传动比齿轮齿廓点高度值的数学模型,开发了齿廓点云的求解算法,得到了变传动比齿轮齿廓点云。通过对试制的样件进行传动误差及传动稳定性的相关测试验证了该方法的有效性。

基于遗传算法的竖轴变攻角潮流能水轮机性能优化研究

为了提高竖轴变攻角潮流能水轮机能量利用率,建立了该类水轮机在不同工况下的数学优化模型,以直叶片摆线式水轮机为原型应用遗传算法结合计算水轮机水动力的流管模型进行优化求解,给出了优化后叶轮能量利用率系数、叶片攻角和偏角随位置角的变化规律,并据此分析了该类轮机流体动力性能改变的规律及其原因。计算结果表明遗传算法是解决这类问题的有效方法.

高层建筑刚架考虑轴变效应分析的递推法

本文对有侧移且考虑轴向变形效应的高层建筑平面框架的计算分析提出了一种递推解法.其主要原理是,将多层刚架离散成一个个单层刚架,由结构力学知识,建立一层中上部结点量和下部结点量之间的关系式,即一层中的递推关系,再通过层与层之间的连续条件,建立刚架最底层下部结点量和最顶层上都结点量之间的关系式,解之可得底层下部未知结点量,然后由一层中的递推关系式,从底层开始向上逐层递推而求得所有结点量.这是一个不受几何物理参数与荷载形式所制约,对计算机容量要求较少而易于在微机上实现的精确方法,它比近年来其它文献所提出的一些方法更简单,适应性更强.

水平轴变转速风力机气动参数辨识

文章对变转速水平轴风力机气动参数辨识的问题进行了研究 .风轮的功率曲线为风力机气动性能的整体体现 ,直接影响系统的经济性与控制性能 .通常情况下 ,功率曲线与桨距角和叶尖速比有关 ,可以看成是它们的非线性函数 ,一般由气动性能计算得到 .本文首先利用辨识算法 ,在风轮功率曲线的函数形式假设已知的前提下 ,利用测量的输入输出数据 ,辨识出功率曲线函数的参数 .最后 ,利用辨识出的曲线参数 ,预估系统风轮转速 ,并与测量的转速对比 ,以验证辨识模型的准确性 .

交错轴变比齿条变比齿廓数字建模

为解决交错轴变比齿条变比齿廓建模问题,提出一种数字设计方法。该方法将变比齿轮齿条副中的渐开线斜齿轮,看作无数无限接近且垂直于其轴线的平面与其截交后截交线的集合;定义一条计算直线与变比齿廓固连且平行于变比齿条的长度方向,并在变比齿轮齿条副传动过程中,将该计算直线与遍历的截交线渐开线齿廓所有交点中长度值取得极值的点称为变比齿廓点;基于约束最优数学思想,建立了变比齿廓数字求解模型,开发了求解算法,生成了变比齿廓点云,拟合得到了齿廓实体模型。通过试制样件的传动比和传动稳定性测试,验证了该方法的正确性。

深部地下硐室与应力场轴变关系及其围岩损伤破裂分析

针对深部地下硐室与地应力场之间的轴变关系及其对硐室围岩损伤破裂的影响,建立了非均质围岩统计损伤力学模型;分析了不同断面形状、地层侧压系数、构造应力场对硐室围岩损伤破裂的作用机制和影响规律,定义了地层临界侧压系数;开展了三山岛金矿西岭矿区埋深2000 m地层硐室损伤破裂数值模拟,得到了该矿区深部地下硐室设计与布置原则.研究结果表明,“等应力轴比”情况下硐室围岩应力集中程度最小,损伤破裂区面积最小;地应力场是围岩损伤破裂的根本原因,侧压系数越大,硐室顶、底板处应力峰值越大,围岩以拉伸破裂为主,围岩损伤破裂区面积随侧压系数增大呈指数性增大;随着地层深度的增加,硐室临界侧压系数不断减小并趋近于1,深部地下硐室对水平构造应力更加敏感;构造应力场诱使围岩损伤破裂程度增大,损伤破裂区向构造应力场围岩应力集中区转移,使得硐室围岩发生冒顶和岩爆风险升高.因此,深部地下硐室的设计与布置应结合实际地应力条件,硐室轴向、断面形状、轴比尽可能符合地应力条件,从而最大程度降低地应力场对硐室围岩损伤破裂及稳定性的不利影响.

自由曲面五轴变步长数控加工刀轨生成方法

为了在满足逼近误差要求的同时最大程度减少冗余刀轨,对自由曲面提出了一种五轴变步长数控加工刀轨生成方法。首先对刀触点轨迹基于线性误差计算出初始刀触点点集,再以局部干涉调整前倾角的方式计算出无干涉刀位点和刀轴矢量;以最大非线性误差刀位处到刀触点轨迹的最小值作为相邻刀位点之间的逼近误差,并基于数据点自适应离散法计算逼近误差;在满足逼近误差要求的前提下,通过刀触点参数迭代增减步长的方式计算出最大步长;最后对曲面生成刀轨,验证了算法的可行性和有效性。

大地构造运动力源说──轴变论学说（3）

大地构造运动力源说──轴变论学说（３）石玉泉（中国有色金属工业总公司矿产地质研究院，桂林５４１００４）７轴变应力分区与海底扩张成因解释魏格纳（Ａ·Ｗｅｇｅｎｅｒ）１９１２年发表“大陆漂移说”以来，近代海洋地质学的发展，洋底古地磁的研究，证实了洋底在不...

肱骨外髁骨折的三轴变位和治疗

肱骨外髁骨折国内50年代多采用手术治疗,60年代才陆续有手法复位成功的报导.但是对该部位骨折的分型和骨折块绕三轴变位的机制以及手法复位的施法要领、固定形式等,各家看法不一.我们从1985～1990年共收治该型骨折78例,就上述问题作一探讨.

大地构造运动力源说——轴变论学说(1)

地球旋转轴长期地有规律地变位,致使地球椭球体形态不断地有规律地调整,便导致了持续不断地、有规律地大地构造运动.通过大地构造运动.控制着全球地史时期的沉积建造展布、岩浆活动形式与分布和矿产分布的规律等等.为叙述简便,将地球旋转轴变位简称轴变,地球旋转轴变位而导致的作用于地球各部分的力,简称轴变力.

大地构造运动力源说──轴变论学说（2）

大地构造运动力源说──轴变论学说（２）石玉泉（中国有色金属工业总公司矿产地质研究院，桂林５４１００４）６近代大地构造运动成因的定量计算解释前述近代轴变方向大体是沿东经８０°向西经１００°方向变化，对其大地构造运动的基本特征，各学派定性解释的论述，从各...

拉-压变轴力下小剪跨比RC剪力墙受剪试验研究

近年来,高层建筑中底部剪力墙因受拉,处于拉-压变轴力和水平荷载耦合受力的问题得到了广泛的关注。为了研究拉-压变轴力下小剪跨比钢筋混凝土(RC)剪力墙的受剪性能,该文完成了3个剪跨比为1.0的RC剪力墙在拉-压变轴力下的往复受剪试验,研究参数为拉-压变轴力变化幅值和加载路径。结果表明:不同加载路径下RC墙均在压剪方向发生剪压破坏,压剪方向极限位移角为1.2%~1.4%;拉-压变轴力变化幅值改变墙体拉剪和压剪承载力,加载路径对墙体的拉剪强度有一定的影响,但对压剪强度影响很小;拉-压变轴力下剪力墙的滞回曲线呈现明显不对称现象,拉-压变轴力的变化幅值对滞回曲线的形状影响较小,但加载路径改变滞回曲线的形状;拉-压变轴力的变化幅值将增加剪力墙拉剪与压剪刚度的差别,在双肢墙结构中可能导致更多的剪力从受拉墙体转移到受压墙体;基于OpenSees建立了可准确模拟拉-压变轴力下RC剪力墙受剪行为的有限元模型。

直纹面叶轮变轴插铣半精加工刀位算法

针对三轴叶轮流道粗铣法加工余量不均的问题,提出了基于曲面法向刀具半径偏置法的流道变轴插铣半精加工的刀心点和刀轴矢量计算方法,采用现有的刀心点和安全高度的迭代算法确定了刀具插削和抬刀的轴向位置,所得刀位可有效去除三轴流道开粗法给叶片各部留下的不均匀余量。经对直线轴联动高速端铣和定轴插铣粗加工后的流道进行变轴插铣半精加工的切削实验验证,刀位算法正确,可给后续精加工留下均匀余量,后续叶片精加工可顺利进行。

变轴力工程用水泥基复合材料RC组合柱抗震性能研究

为探究变轴力对工程用水泥基复合材料RC组合柱(简称ECC-RC组合柱)抗震性能的影响,采用ABAQUS模拟恒定轴力作用下ECC-RC组合柱的拟静力试验,通过模拟与试验结果的对比分析,验证了有限元建模的准确性。基于此模型,建立19个ECC-RC组合柱以轴力变化幅值与频率、剪跨比及纵筋直径为变量,以承载能力、变形性能及等效黏滞阻尼系数为表征手段,分析了ECC-RC组合柱的抗震性能。研究结果表明:变轴力作用下ECC-RC组合柱的滞回曲线与骨架曲线不再关于原点对称,正向加载时峰值荷载明显高于负向加载时峰值荷载的绝对值,但正向加载时刚度退化更为显著。相比于恒定轴力,变轴力作用下ECC-RC组合柱的屈服位移、极限位移、延性系数及等效黏滞阻尼系数均显著降低。此外,当轴力变化频率与水平位移加载频率不一致时,变轴力会影响延性系数与等效黏滞阻尼系数随剪跨比的变化规律。

变直径复合材料轴管的结构优化及应用验证

由于缺乏有效解决变直径复合材料轴管成形模具脱模问题的技术方案,目前的汽车动力传动轴使用的还是等直径的复合材料轴管。针对这些问题对变直径复合材料轴管的弯曲振动频率进行了计算,并对变直径复合材料轴管的结构尺寸进行了优化。完成了变直径复合材料轴管成形模具的设计,并通过了应用验证。结果表明:通过改变变直径复合材料轴管各管段的直径或各管段的长度,可以非常容易地按照汽车整车的NVH性能需求调整匹配变直径复合材料轴管的弯曲振动频率,还可以更加充分地发挥其高强度、高刚度、轻量化的性能优势;将变直径复合材料轴管成形模具的本体周向分割成多个分体,在变直径复合材料轴管成形之后可以方便地实现成形模具的脱模功能,使变直径复合材料轴管在汽车动力传动轴领域的推广应用成为可能。

变轴压加载煤体变形破坏及瓦斯渗流试验研究

为探究煤岩在变轴压加载下的变形破坏和瓦斯渗流演化规律,以原煤煤粉压制的煤体试件为研究对象,采用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验系统,进行了5种不同轴压加载路径下的煤体三轴压缩及瓦斯渗流试验。研究结果表明,煤体变形可分为压密、稳定发展、非稳定破裂发展和破裂后4个阶段;压密阶段试件的应变变化速率主要与张开性结构面和裂隙有关,与轴压加载区间无关,稳定发展阶段虽然轴压加载速率不同,但在相同的轴压加载区间,轴向应变变化速率基本相同;变轴压加载前期煤体渗透率与轴压的加载速率呈负相关变化,中后期渗透率变化速率与轴压加载速率相关性不大。研究结论对指导冲击地压以及煤与瓦斯突出的监测预警有着重要意义。

宽谱段、动态局部高分辨离轴主动反射变焦系统

为了实现无遮拦、宽谱段、动态的局部高分辨成像,设计了一种局部高分辨率的离轴主动反射变焦系统。该系统将离轴主动反射式变焦理论和局部动态高分辨率成像理论相结合,实现了宽谱段范围内不同焦距处的动态局部高分辨成像。采用曲率半径可变的变形镜实现变焦,避免了传统机械变焦中复杂的机械运动控制,减轻了系统体积和重量并有效地保证了系统的宽谱段和大视场;通过对变形镜面形的控制,在不同焦距处实现了全视场内任意感兴趣区域的局部高分辨成像,降低了数据传输量;而采用无色差的反射式系统则克服了传统透射式及折反射式系统只能实现单色局部高分辨成像的缺点。经过优化设计,系统在可见光范围内成像,焦距f′为75 mm（视场角FOV为x：0°~0.5°,y：3°~10°）~150mm（FOV为x：0°~0.5°,y：1.7°~5°）,F/#为7~14。理论和仿真分析表明,系统在各焦距处感兴趣区域内的成像质量均可达到衍射极限,实现了全视场内任意区域动态局部高分辨的成像效果。

软岩三轴卸荷流变力学特性及本构模型研究

以典型软岩-泥质粉砂岩为研究对象,进行了不同应力水平下的恒轴压、分级卸围压室内流变试验。试验结果表明,软岩在卸荷条件下的轴向及侧向流变变形较大,各向异性显著。在恒定围压较高时,轴向流变变形较大,而随着围压逐级降低,侧向流变变形发展较轴向更快,试样在破裂围压下的侧向变形远大于轴向。通过深入分析软岩卸荷流变试验成果可知,线性Burgers流变模型能较好地反映各级围压下流变曲线的衰减流变及稳态流变阶段,但对于破裂围压下的非线性加速流变阶段无法描述。基于上述分析,建立一个非线性损伤流变模型,采用Levenberg-Marquardt非线性优化最小二乘法对试验结果进行拟合,并获得软岩的非线性流变参数。经比较,拟合计算与试验曲线吻合程度很高,说明该流变模型能较好地反映软岩卸荷流变各阶段的曲线特征。

BKX-Ⅰ型变轴数控机床结构参数优化

结合北京理工大学自行研制的BKX-I型变轴数控机床,以机床刚度为优化目标,应用MATLAB优化工具箱中序列二次规划法对机床上下平台的一些结构参数进行优化,使机床的水平刚度有了明显提高.优化结果发现:对于这种类型的机床,当上下两平台形状均为三角形时,机床有最优的水平刚度,这为该类型机床的结构设计提供了依据.