某船桁架式综合桅强度、刚度和振动计算分析

为研究某海洋科学综合考察船的桁架式综合桅的强度、刚度和振动性能,采用有限元软件MSC PATRAN/NASTRAN,建立综合桅结构及局部船体结构简化模型,根据《水面舰艇结构设计计算方法》有关载荷要求,对该桅体强度、刚度和振动进行有限元计算分析,结果表明该综合桅的静、动力性能满足要求。证明桁架式综合桅计算分析及其边界条件的简化选取方法具有一定的普遍意义,可供相关设计人员借鉴。

基于综合工艺偏差的滚珠丝杠副静刚度建模

为了建立准确的滚珠丝杠副轴向静刚度理论模型,分析刚度的影响因素和规律,基于综合工艺偏差对滚珠丝杠副全滚珠载荷分布的影响,建立了轴向静刚度模型,提出了一种在综合工艺偏差下符合滚珠丝杠副轴向静刚度的计算公式。以GZ3206T型滚珠丝杠副为例,基于综合工艺偏差,通过Ansys Workbench 2022 R1有限元软件进行分析实验,然后通过轴向静刚度试验台进行对比实验验证,实验结果吻合度为87.85%~98.7%,验证了综合工艺偏差的滚珠丝杠副轴向静刚度模型的准确性,对分析和提高滚珠丝杠副传动精度设计和承载能力评估提供参考依据。

软土地区深基坑围护结构综合刚度研究

为了预测地铁深基坑开挖阶段围护结构的变形特性,从围护结构综合刚度的角度研究了软土地区地铁深基坑的围护结构设计方法。鉴于Clough综合刚度模型存在诸多缺陷,提出了新的MVSS综合刚度模型,其包含了围护墙(桩)刚度、基坑深度、支撑刚度、支撑水平及竖向间距、地基加固等多个变量,反映了基坑围护结构的整体属性。从有限元计算及地铁基坑实测变形等角度验证了MVSS综合刚度合理性,并建立了地铁深基坑围护结构侧向变形与基坑围护综合刚度之间的函数算式。该算式为基坑围护结构的变形预测提供了新的思路与方法。基坑围护结构最大侧向变形与基坑MVSS综合刚度呈递减函数关系,但当其MVSS综合刚度增大至一定程度后,其继续增大对基坑围护结构变形的进一步控制效果甚微。

驱动大惯量低刚度负载的推力矢量控制电动伺服机构的μ综合鲁棒控制

针对电动伺服机构存在的由参数摄动和建模误差引起的不确定性问题,应用μ综合理论研究一类用于驱动大惯量、低刚度负载的飞行器电动伺服机构的鲁棒控制技术。为了解决该类电动伺服机构按照单自由度系统建模会产生较大偏差的问题,通过对推力矢量控制电动伺服机构的动力学分析,建立其2自由度数学模型。针对被控对象位置指令跟踪和力矩干扰抑制的性能要求,通过处理参数摄动和建模误差设计μ综合控制器,并提出一种加权函数的优化设计方法。利用Matlab软件对μ综合控制器在系统标称和正反向最大摄动三种情况下的控制特性进行仿真研究,并将μ综合控制器与H∞控制器进行比较。仿真结果表明对该类伺服机构而言,所设计的μ综合控制器有效地克服了H∞控制器的保守性,能使闭环系统既具有良好的性能鲁棒性,又满足了控制系统的动态性能指标要求。所提出的加权函数的优化设计方法有利于鲁棒控制技术在工程上的应用。

深基坑内撑式支护结构计算的综合刚度和双参数法

将吴恒立提出的用于合理计算桩顶作用水平集中荷载的推力桩的综合刚度原理和双参数法,延伸应用于作用有水平分布荷载(土压力)的深基坑围护结构上,提出其杆系有限元数值解法,对一深基坑内支撑式支护结构实例的开挖和支护过程中的各个工况进行了数值模拟分析,由实测位移试算反分析得到了合理的墙-土的综合刚度和地基土抗力双参数,与现有方法计算结果对比表明,该方法能使所得结果更接近实测值。从而说明,综合刚度原理和双参数法的杆系有限元数值解能更为可靠的计算深基坑内支撑式支护结构,具有参考应用价值。

伺服直驱型电动螺旋压力机的综合刚度分析

电动螺旋压力机的综合刚度是影响成形工艺效率的重要因素之一。为了探索提高电动螺旋压力机工艺效率和综合刚度的有效途径,对各种电动螺旋压力机的结构及其刚度进行了分析,阐明了直驱型电动螺旋压力机具有高刚度的机理。以有限元作为开发工具,建立了静态下整机的受力模型。通过对两种直驱型电动螺旋压力机进行综合刚度分析表明,单端轴承的盘式伺服电动机驱动的直驱螺旋压力机的综合刚度高于其他机型。所得结论对于电动螺旋压力机的发展具有指导意义。

一种新型三自由度混联机构基于刚度性能的尺度综合方法

对一种新型三转动自由度混联机构进行了概念设计与尺度综合研究,该机构是由一种两转动自由度并联机构与回转工作台通过转台轴承串联而成的,具有刚度高、结构简单等优点。在建立两自由度并联机构速度映射模型的基础上,基于雅可比矩阵的奇异值理论,以机构的刚度为评价指标,研究了该机构并联部分的尺度综合问题。采用约束坐标轮换法来寻求评价函数的最优解,讨论了各尺度参数对机构刚度的影响规律,并得出了在最优解处,两移动副是平行的,且移动副间的距离与动平台上两球铰间的距离相等的结论,进而验证了该方法的有效性。

内平动齿轮副啮合综合刚度与系统的分岔特性

用机构反转法将内平动齿轮副转化为定轴齿轮副,然后用有限元方法分析了该内啮合定轴齿轮副的啮合综合刚度,并使用FFT变换得到其频谱特性,进而得到了内平动齿轮副的啮合综合刚度的频谱特性,在此基础上,考虑了齿侧间隙的非线性因素,进一步得到存在多齿接触的时变啮合刚度下内平动齿轮副的运动微分方程。然后,用经典的显式四阶Rouge-Kutta法对系统的各个参数进行了数值计算,得到系统的参数分岔图,并分析了各参数对系统动力学行为的影响。为内平动齿轮副的设计参数选择提供理论依据。

汽车转向系统综合刚度测量试验装置研究

汽车转向系统综合刚度是影响汽车操纵稳定性的重要因素之一。介绍一种汽车转向系统综合刚度的测量装置及试验方法,通过分析汽车转向系统的受力状况,设计车轮固定装置,并对实验室汽车转向系统实验台进行改装,在此基础上进行试验。分别固定车辆左前轮及右前轮,顺时针或者逆时针转动车辆方向盘,同时利用方向盘扭矩测量仪测量方向盘转矩及转角数据,进行数据整理分析,获得了汽车转向系统的综合刚度特性。结果表明,所述的试验装置及方法可以有效地对转向系统综合刚度进行测量,能够用来进行车辆系统动力学建模研究。本文在进一步研究转向系统刚度特性对汽车操纵稳定性的影响等方面具有一定的研究意义。

基于子结构综合法的螺栓结合部切向动刚度优化辨识

针对基于频响函数辨识螺栓结合部等效动力学参数时出现的由于噪声信号等引起的不适定问题,提出优化辨识方法,以获取准确的等效动力学参数。忽略结合部非线性特性及耦合效应,将螺栓结合部等效为弹簧阻尼单元,利用子结构综合法建立螺栓结合部切向动刚度辨识方程式。通过LMS噪声、振动测试系统对试件进行激振实验,获取辨识所需频响函数。根据同时获得的相干函数对频响函数进行筛选,以消除噪声信号对辨识精度的影响,基于最小二乘的思想优化辨识出螺栓结合部切向动刚度。最后将辨识结果代入有限元模型中进行谐响应分析,通过实测频响函数与仿真频响函数对比分析,结果表明,所提螺栓结合部切向动刚度优化辨识方法具有较好的辨识效果。

基于综合刚度双参数法抗滑桩的数值分析

基于综合刚度原理和双参数方法,提出了进行抗滑桩全桩位移和内力计算的有限差分法,推导了相关公式,编写了实用的计算和图形处理程序。由程序实例计算图形处理结果,探讨了滑坡推力分布形式、双参数m和1/n,以及不同桩底条件对抗滑桩位移和内力的影响,对抗滑桩的设计具有指导作用,有效提高了抗滑桩设计的经济性和安全性。

困油现象对泵齿轮副综合刚度的影响分析

为了对外啮合齿轮泵齿轮副的动力学模型进行综合刚度的计算,从泵齿轮副的侧隙位置和啮合位置的交替变化,以及体积弹性模量的定义,建立了包括接触刚度与困油刚度在内的泵齿轮副综合刚度的计算模型,进行了一个困油周期内实例的仿真计算。研究结果表明泵齿轮副在综合刚度方面与常规齿轮副有所不同,困油刚度是影响综合刚度的最主要因素之一,得出了困油的存在能够减缓泵齿轮副振动的结论,为泵后续的动力学分析提供参考。

硬脆性流纹岩变形分析的综合刚度法

天然岩石在压缩荷载作用下内部裂隙的闭合、张开、扩展过程直接影响岩石的力学性能。在经典移动点回归法的基础上,引入泊松比进行修正提出了一种6阶段变形划分方法——综合刚度法。不同加载路径下流纹岩的单轴压缩试验结果分析表明:(1)采用综合刚度法可以准确获得硬脆性岩石试样接触应变ε_0、裂隙闭合应变ε_c、弹性应变ε_e、裂隙稳定扩展应变ε_i、裂隙不稳定扩展应变ε_d和峰后应变值ε_f;(2)单轴压缩下流纹岩试样裂隙闭合应变达到峰前总应变的44.2%,峰前裂隙扩展应变和峰后应变均较小,脆性特征明显;(3)单轴压缩弹性阶段加卸载试验表明,采用综合刚度法能更准确剔除试样接触应变,获得裂隙闭合应变。综合刚度法更加适用于硬脆性岩石的变形分析,可以准确剔除试样接触应变并获得更准确的各阶段应变,特别是裂隙闭合应变,可以作为评价岩石内裂隙密度的定量参数。

推力桩综合刚度原理参数的数值解

为提高桩的水平力计算精度,提出了地基反力系数按双参数抗力模式表达下的反力积分法数值分析方法,并详细推导了计算公式。基于这些公式,编制了相应的计算程序。算例表明该方法计算精度高,可使数值解接近真实解。

模糊综合评判方法确定塔机静刚度控制值

对GB3811—1983《起重机设计规范》中塔式起重机静刚度控制值要求过严的问题,提出利用二级模糊综合评判方法确定塔机静刚度控制值。综合考虑设计、制造水平及塔式起重机使用条件等主要模糊因素对塔机静刚度的影响,给出了评判模型及方法,并进行了实例分析。

长桩横向荷载试验的综合刚度—双参数分析

利用桩土综合刚度原理和双参数法对横向受力长桩的试验数据进行了分析,确定α,EI,1/n等参数,可使桩在地面处的挠度、转角、桩身最大弯矩及其位置的计算值同时与实测相符.

综合啮合刚度归一化的齿轮副动力学修正模型

综合啮合刚度是影响齿轮副动态特性的一个重要参数,常规的啮合刚度的获得方式主要依赖于工程软件的仿真结果,与实际状态存在较大的差距。为解决在单齿啮合与双齿啮合区段时,因综合啮合刚度的时序不同而造成的动力学模型离散及计算结果误差问题,将综合啮合刚度以傅立叶级数型式进行归一化处理,并建立齿轮副的动力学修正模型。算例结果表明,齿轮副的结构参数和运动参数均对综合啮合刚度值有影响,齿轮副在工作时的谐振峰值不惟一,所得的动力学修正模型高效且适用。

变厚齿轮轮齿啮合综合刚度确定方法研究

通过将变厚齿轮轮齿简化为沿径向和轴向都为变截面的悬臂梁 ,推导出了轮齿啮合点变形的计算公式 ,首次解决了变厚齿轮轮齿啮合综合刚度的计算问题 。

直螺栓连接预制综合管廊刚度计算方法

为研究直螺栓连接预制管廊的纵向受力性能,引用隧道纵向刚度计算的纵向等效连续化模型,对其进行改进,使其适用于直螺栓连接的预制管廊,从而得到考虑螺栓预应力影响的纵向等效拉压刚度和弹性弯曲刚度。推导出了预制管廊在弹性极限弯矩作用下,截面最大拉应力、截面最大压应力、接头最大变形、接头螺栓最大拉应力和接头螺栓最大变形的表达式。运用所得表达式,结合工程实例参数,分析了管廊截面尺寸、管壁厚度、节段长度和螺栓个数对其受弯矩作用时中性轴的位置和纵向等效刚度的影响程度和趋势。结果表明,管廊抗弯刚度受截面宽高比影响较大;通过增加管壁厚度来提高管廊等效刚度的方法不经济;在满足设计要求条件下,适当增大预制节段的长度和增多连接螺栓数量可以有效提高管廊的纵向刚度,并能够很好地改善管廊截面受力状态,同时不失经济性,为直螺栓连接预制拼装管廊结构的设计合理性和工程适用性提供理论支持。

基于综合刚度原理的陡坡基桩有限杆单元分析

为分析陡坡段桥梁基桩内力及变形特性,提出一种有限杆单元计算方法。首先,基于综合刚度原理并引入双参数地基模型,建立适用于陡坡基桩内力计算分析的修正有限杆单元刚度方程;在此基础上结合杆系结构受力特征,提出考虑P-Δ效应的杆单元修正矩阵;最后,根据有限杆单元计算原理,基于MATLAB平台编制计算程序,并对某工程实例进行分析。计算结果显示:改进有限杆单元方法可行且具有较高的精度;陡坡段桥梁基桩P-Δ效应显著,应在设计计算中予以考虑;在浅层地基土抗力计算中双参数地基模型较m法精度更高。