基于等效静态载荷原理的高速机构结构拓扑优化方法

IC封装等高速精密设备要求高速执行机构的机械结构在满足一定刚度下尽量降低惯性。基于等效静态载荷方法的优化方法是近来发展起来的柔性多体动力学优化设计的有效方法。针对高速机构的特点,对该优化方法做了一些改造。为了模拟运动关节影响,采用含有运动学自由度的准静态方法,对离散结构响应方程进行求解。为了考虑单元修改对惯性载荷的影响,将单元应变能与动能的比值作为单元修改的灵敏度。提出量纲一单元测度,能够综合反应该单元在所有离散点的重要性。所提方法应用于微电子封装摆杆式焊头摆臂的优化设计中,并将三种方法进行了比较,结果表明,含有运动学自由度的准静态分析能够反映机构运动副的影响,当速度非常高时,惯性比刚度对振动的影响更大。数值结果表明本文方法对高速机构的优化设计是有效的。

高速机构中的泛函微分方程研究

考虑在高速机构中有着广泛应用的二阶泛函微分方程(r(t)x′(t))′+a(t)x^a(t-τ(t))=f(t).(A)其中0<a<1,是两个奇数之比.文中给出了保证方程(A)的一切振动解渐近趋于零的若干充分条件.

基于神经网络预测方法的智能化高精度大型钢管高速托辊机构研究

大型钢管高速托辊机构在工作过程中受管节点偏心、滑动摩擦等不确定因素的影响,会使得主管转动距离与胶轮转动距离存在一定偏差。这种偏差给实际工程施工带来一定困难。对此,采用商用软件ANSYS中的Transient Structural模块建立基于某大型钢管高速托辊机构的有限元模型,通过仿真计算研究转动过程中主管和胶轮的运动特性,获得对应的旋转角度、旋转距离以及距离偏差,采用径向基神经网络方法对主管和胶轮旋转的偏差进行预测对比分析。研究结果表明,所建立的径向基神经网络方法能够很好地预测主管和胶轮旋转的转动距离偏差,能够为大型钢管高速托辊机构上主管与胶轮距离偏差的计算提供一定的参考。

真空直流断路器高速操动机构的研究

针对舰船直流系统短路电流大、短路时间常数小的特点,对基于人工过零原理的真空直流断路器的高速操动机构进行了仿真和实验研究。该高速操动机构利用涡流效应产生电磁斥力,推动运动部件实现高速动作。笔者建立了电磁斥力机构的三维有限元模型,对其动态过程进行了仿真分析;根据仿真设计的结构参数制作了实验样机,实验样机的线圈电流波形以及机械运动特性的测试结果与仿真结果较为吻合。

新型高速触头驱动机构的分析与设计

针对新型混合型限流断路器对机械触头机构的要求,设计了一种基于高速电磁斥力机构和永磁机构的新型高速机械触头机构。该机构在故障保护时,电磁斥力机构和永磁机构联合动作,驱动动触头快速分闸。永磁机构完成正常工况下触头的分、合闸驱动,并且提供触头在合闸状态的合闸压力及其在分闸状态的分闸保持力。研制了额定320V/3kA的高速触头机构样机,对样机进行仿真及试验分析。结果表明:所设计样机初始分离时间为220μs,动触头完成20mm行程共用时7ms,触头平均运动速度为2.9m/s,其他各项指标也都满足混合型限流断路器要求。

高速水稻插秧机分插机构研究现状和最新进展

阐述了分插机构的种类,在分析日本旋转式分插机构工作原理的基础上,对已研制成功并被“211工程”评审组专家审定为国际先进水平的几种新型分插机构(差速、偏心链轮、正齿行星轮等)进行了详细的分析和论述。

直流快速开关高速斥力机构运动特性分析

高速斥力机构是混合式直流断路器快速开关的核心部件,对于混合式直流断路器的故障分断时间和分断性能有重要影响。为此,针对直流快速开关运动特性开展研究,基于有限元分析方法建立了高速斥力机构的场路耦合瞬态动力学数学模型,计算了基本参数包括驱动回路参数、斥力盘结构参数、外壳参数等因素对其运动特性的影响规律。仿真结果表明：增加驱动回路电容和电容预充电压可以有效地增加电磁斥力和分闸速度;线路电感增加会造成电磁斥力峰值时间推迟,进而导致电磁斥力和分闸速度减小;斥力盘厚度小于4 mm时,分闸速度随着斥力盘厚度增加而增加,斥力盘厚度超过4 mm时,增加趋势趋于平缓;斥力盘半径在65-85 mm时,分闸速度随着斥力盘半径增加而增加,斥力盘半径超过85 mm时,增加趋势趋于平缓;相比于铝制外壳,采用钢制外壳,分闸速度更快;钢制外壳下运动特性对外壳距离不敏感,铝制外壳下分闸速度随着外壳距离增加而增加。基于仿真结果,搭建了直流快速开关运动特性测试平台,通过对比仿真和实验结果,验证了方案和模型的可行性。

高速凸轮机构输出端运动规律的确定

高速凸轮机构在机械产品中发挥的作用日趋明显。这里并以弹性理论为基础,建立了高速凸轮机构的动力学模型,分析了高速凸轮机构动力学模型的运动方程式,并通过正弦加速度运动规律得到了凸轮机构输出端的动态响应,找到了确定凸轮机构输出端运动规律的方法,为凸轮廓线的设计奠定了基础。

高速凸轮机构动态设计的应用研究

从工程实际出发,对高速凸轮机构动态设计的理论问题和结构问题进行了分析和研究,并得出了实用的结论。

高速取纸机构主凸轮廓线设计及其优化

为了得到适用于高速状态的取纸装置,提出一种双凸轮-平行四边形的组合机构。在分析高速取纸执行件空间姿态的基础上,以七次多项式和圆弧组合曲线为执行件运动规律,推导了主凸轮的工作廓线方程。以执行件角加速度为目标,以基圆半径和凸轮动程角为变量,对七次多项式进行优化。得到了一种适用于高速状态下取纸机构的主凸轮廓线的优化方法。计算表明,在约束范围内,适当增加基圆半径和凸轮动程角,能够明显改善双凸轮-平行四边形高速取纸机构的运动学性能。

新型高速分插机构椭圆齿轮传动的仿真分析

椭圆齿轮传动的仿真分析是高速分插机构动态仿真的关键。由于目前的仿真软件没有提供非圆齿轮传动的仿真分析工具,所以椭圆齿轮传动的仿真分析是亟待解决的难点。为此,对椭圆齿轮传动进行运动学分析,得到从动椭圆齿轮的角位移、角速度与时间的关系曲线;然后,根据椭圆齿轮的加工原理,在PRO/E中生成椭圆齿轮的虚拟三维模型,并使用ADAMS软件对椭圆齿轮的传动进行运动学仿真分析,最终得到仿真的角位移、角速度与时间的关系曲线。结果证明,仿真曲线与理论曲线一致,从而为非圆齿轮的虚拟传动提供了解决的方法。

浅析如何解决高速凸轮机构的常见动力学问题

这里对高速凸轮机构中影响推杆动力响应的一些因素加以重点分析和解决,同时对高速凸轮机构中存在的换向接触冲击、腾跳现象、凸轮的平衡以及推杆弹簧颤动等常见动力学问题进行了足够的分析和相应的处理,使设计的凸轮机构更加符合动力学的要求。

某供弹系统高速传动机构磨损机理分析与预测模型

以某供弹系统高速传动机构为研究对象,基于磨损可靠性原理,首先给出了磨损可靠度概念及其影响因素,同时明确了磨损的失效判据.然后利用有限元软件分析了该供弹系统高速传动机构的受力分布,通过应力集中点找出了薄弱部件.采用均匀设计法开展不同条件下的试验,确定了影响磨损预测模型的因素为材料表面硬度、载荷、滑动速度.通过逐步回归法分析试验数据,并利用偏最小二乘法构建磨损量预测的数学模型.经试验验证,该预测模型精确度较高,为预测磨损可靠性和寿命奠定了基础.

高速凸轮机构的动力学分析

自由度系统动力学模型,并建立运动方程式,选择将凸轮从动件系统等效为单了摆线运动规律方程式为激振函数,推导了工作端运动方程式并绘制工作端动态响应变化曲线,得出不同周期比对推程区段主振动响应的影响,从而对周期比的合理选择做出说明。

阻尼对高速凸轮机构动力学的影响分析

建立了考虑阻尼因素的等效单自由度高速凸轮机构的动力学模型,以正弦加速度运动规律方程为激振函数,推导出了从动件系统主振段和余振段的位移和加速度动态响应方程并绘制出了动态响应变化曲线,得出了不同阻尼比和周期比对主振段和余振段的动态响应,从而为高速凸轮机构的合理设计提供了一定的理论依据。

德国高速印刷机机构尺寸综合问题的延伸

作为高速印刷机机构尺寸综合问题的延伸构型,就是将滚子中心位置限制在浮动数轴的z轴上运动且其凸轮轴心待定的一类浮动滚子推杆盘形凸轮机构。研究解决了滚子在浮动数轴的z轴上运动变化时,对应满足最小基圆半径凸轮轴心位置的确定。

磨光法在高速凸轮机构动态综合中的应用

本文讨论在凸轮机构动态综合中,应用4次磨光函数改善运动曲线高阶导数的光滑性,由此改善从动件系统动态特性的方法。磨光精度的修正采用“盈亏”修正法。对加速度曲线上产生的特大波动应用磨光修正法。在处理边界条件时,采用了满足位移、速度、加速度条件的延拓边界条件。文中以3-4-5多项式运动曲线为例说明磨光处理的过程,求取并比较相应的动态响应。从所得的结果可以看出,由动态综合所得的运动曲线经磨光处理后,其动态响应曲线能很好与理论曲线一致,动态特性得到明显改善。

德国高速印刷机机构尺寸综合问题的延伸Ⅰ

基于文献[1]对高速印刷机机构尺寸综合问题延伸的研究成果,满足许用压力角条件下,限定一个凸轮最小基圆半径,通常存在一个对应的滚子中心容许选择区间于浮动数轴z轴上。研究解决了最小基圆半径与滚子中心容许选择区间的关系,对第Ⅰ类机构综合问题具有新的指导意义。文中给出了机构综合的一个算例。

高速凸轮机构动态分析的实用研究

按工程实际需要 ,本文对高速凸轮机构的动力学综合、动力学响应等问题进行了简化的分析和研究 。

高速凸轮机构输出动态分析

本文以动力学理论基础,建立了高速凸轮机构的动力学模型及其运动微分方程,并分析了正弦加速度运动规律的输出端动态响应,为高速凸轮轮廓的设计奠定了基础。