过盈配合工况下收缩管吸能特性分析及结构参数优化

轨道车辆收缩管在轴向冲击载荷及过盈配合下的吸能特性是吸能结构研究中的重要课题,其吸能过程依靠收缩管与锥形衬套之间的摩擦做工及收缩管的塑性变形实现,过盈配合通过影响收缩管与衬套间的接触力提高收缩管的能量耗散。为提高收缩管的吸能特性,研究过盈配合对吸能能力的影响,采用试验与有限元模型相结合的方法,基于多目标优化算法获取包括过盈量在内的收缩管最优结构参数。进行空心轴与轴套过盈静压试验,验证接触力理论公式的正确性;利用台车冲击试验研究收缩管碰撞过程中的吸能特性,构建有限元模型进行验证;推导过盈配合条件下收缩管接触表面压力的理论模型;使用全因子和Hammersley设计方法对过盈配合工况下收缩管结构参数进行研究,包括厚度(T)、过盈量(I_(ntf))、锥角长边(α_(x))和收缩比(R_(atio))。基于此,利用移动最小二乘法(MLSM)构建峰值力(PCF)、比吸能(SEA)和平均力(MCF)的近似模型。主效应分析表明,收缩比对PCF、SEA和MCF的影响最为显著。以获取最小PCF、最大SEA以及MCF最接近设计要求650 kN为优化目标,进行全局响应面(GRSM)优化,获得最优结构配置,与初始设计相比,SEA提高28.54%,PCF降低12.37%。代理模型最优解得出的MCF与有限元模型误差为2.01%,证明构建的代理模型具有较高的精度,可用于优化计算。优化后的结构有效提高了收缩管的吸能能力,降低了碰撞的初始峰值力。

过盈连接结构优化设计探讨

过盈连接结构简单、定心精度高、可承受轴力扭矩等载荷,可靠性高,广泛应用于机械行业各领域。研究过盈连接设计理论和优化设计方法,对实际工程问题具有一定的指导作用。本文基于厚壁圆筒理论,分析了弹性和弹塑性状态下结合面压力、应力和过盈量之间的关系;然后基于上述分析结论,在弹性范围内,对几种过盈连接结构优化设计问题进行了探讨,提出了几种优化设计方法。通过优化设计,可以提高过盈连接中的结合面压力,提高连接强度,合理分配过盈连接结构结构参数,进而提高过盈连接的性能,满足实际工程应用中的要求。

基于动态Copula统计拟合应力-强度相关性干涉的可靠性模型

为计算机械零部件在动载荷作用下的应力-强度相关性干涉响应可靠度问题,引入描述相关性的Copula函数和随机过程理论,建立动态可靠度计算模型。由于随机积分路径的复杂性,采取离散化思想将随机过程退化为随机变量,计算固定时刻下的可靠度;此外,采取函数拟合优化方法使可靠度数值连续化,基于模型复杂度及拟合残差筛选最优可靠度函数拟合方式。最后,计算验证了方法的有效性与可行性。

多层过盈联接的可靠性稳健设计研究

基于厚壁圆筒理论,通过分析多层过盈联接的几何关系,推导得出结合压力与过盈量的矩阵表达式,明确了多层过盈联接力学模型的函数关系。以风电锁紧盘作为多层过盈联接的具体实例,根据应力-强度模型和失效机理,建立了锁紧盘可靠度数学模型,同时确定了锁紧盘可靠度相对基本随机变量的灵敏度;依据可靠度对基本随机变量灵敏度平方和最小原则及满足最小可靠度的原则,建立了风电锁紧盘可靠性稳健设计数学模型;为多层过盈联接过盈量的确定提供一种评价指标,进一步精确过盈量的具体取值。通过对设计参量的分析,确定摩擦因数、装配间隙、屈服强度对锁紧盘可靠度的影响。以某型号风电锁紧盘为例,对经典设计方法与可靠性稳健设计方法进行了比较。结果表明,基于可靠性稳健设计的锁紧盘,其可靠度提高了47.6%,且除屈服强度外,可靠度对随机变量的灵敏度均小于经典设计方法,稳健性更强。最后,通过试验验证了基于文中设计方法的锁紧盘能够满足实际运转过程中给定的工况要求。

基于剩余可靠度的机械可靠性优化设计研究

①对多维机械可靠性设计方法进行系统的研究,对可能存在的各种情况进行分析并提出处理意见,将多维可靠性设计转化为求解非线性方程组,然后用数值方法求解。②对一般可靠性设计方法进行分析,指出其存在的不足。③提出了剩余可靠度的概念,建立了以剩余可靠度之和-总的剩余可靠度为极小化目标函数,可靠性条件和边界条件为约束的机械可靠性优化设计的数学模型,编制了相应的计算机程序。④对过盈联结的可靠性优化设计进行了研究,用实例验证了研究结果的正确性。

过盈联接可靠性设计研究

建立了过盈联接的概率模型,研究了过盈量、结合直径和结合长度对过盈联接可靠性的影响。研究结果表明,结合直径的减小将使最大极限过盈量减小,结合长度的减小将使最小极限过盈量增加,两者都将降低配合系统的工作可靠性。提出了正态分布情况下三参数过盈联接可靠性设计的一般方法,并对过盈联接可靠性设计中的一些特殊情况进行了探讨,提出了处理策略。

基于可靠性优化技术的计算和选择过盈配合的新方法

提出一种计算和选择过盈配合的新方法。该方法首先按照可靠性优化设计理论确定满足预定可靠性要求的过盈量和结合长度 ,然后根据过盈配合国家标准选择标准配合 ,再对结合长度进行一维优化 ,可以经济地满足预定的可靠性要求 ,彻底摆脱用传统方法计算过盈联结的复杂性和选择过盈配合的盲目性。

过盈量的可靠性优化设计及实用程序

本文作为文[1]的完善,主要研究各种配合条件下的过盈量可靠性优化设计方法,使各类过盈配合设计通用化、标准化、程序化。

过盈联结的可靠性分析与优化

在机械制造,特别是重型机械制造中,过盈联结具有十分显著的经济效益.但传统的计算方法不仅复杂,而且无法对过盈联结的工作可靠性给出定量的评价,因此影响了过盈配合的工作质量,妨碍了过盈配合的广泛应用.从可靠性理论和优化技术出发,对过盈联结的可靠性进行分析,并对过盈联结可靠度的优化进行研究,建立了计算模型,编制了相应的通用计算机程序.该方法和程序,不仅可以对过盈联接的可靠度进行分析,而且可以对过盈量进行优化,有效地提高配合系统的可靠度.

过盈配合的可靠性设计

本文把可靠性理论应用于过盈配合的设计选择。文中较为系统地提出了过盈配合极限过盈量计算、过盈配合选择和可靠性分析的计算方法。这种方法比常规的方法具有较强的科学性和实用性,且便于使用计算机进行辅助设计。

基于ANSYS Workbench的轮毂过盈配合疲劳优化设计

以某款工矿内燃机车车轴齿轮箱中轮毂与车轴的过盈配合为研究对象,运用有限元以及优化设计思想,借助ANSYS Workbench对轮毂进行疲劳分析和优化。对轮毂与车轴的过盈量及轴向配合长度进行了研究,得到了在疲劳载荷作用下轮毂过盈量、轴向配合长度与轮毂寿命、安全系数的关系。

列车驱动斜齿轮有限元分析与结构优化设计

应用材料力学的方法对机械结构进行分析、计算,对于减少齿轮传动的体积和重量有一定的理论依据。根据传统的厚壁圆筒模型,计算出高速列车小齿轮和传动轴传递载荷的最小有效过盈量和极限过盈量,采用有限元软件对驱动轮轴系进行仿真,结果表明小齿轮最大等效应力出现在啮合齿齿根处,这与实际失效情况和理论计算结果一致。最后,基于可靠性理论,对驱动轮轴系结构进行优化,采用有限元仿真的方法证明优化后的结构能够在避免小齿轮齿根断裂的同时满足强度要求。

饲料混合机传动轴可靠性分析与设计

混合是饲料加工工艺一个重要环节,混合机传动轴在使用过程中会发生断裂破坏现象,因此通过实验仿真分析传动轴在混合过程中的应力情况、揭示传动轴可靠性影响因素,对传动轴可靠性的提高有着重要的现实意义。通过测试某型号混合机的传动轴在混合过程中的扭矩、弯矩变化情况,将实验载荷数据拟合为Fourier函数并加载到传动轴有限元模型,获得传动轴各部件应力分布情况,并依据强度-应力干涉理论对传动轴进行可靠性分析。通过对其可靠性设计的结果表明:优化后的传动轴的过盈配合、空心轴强度的可靠度有了显著提高。

压配合联接的可靠性设计

基于应力-强度干涉模型，研究了压配合联接的可靠性设计．它包括选择标准配合的可靠性设计和强度的可靠性设计．为工程设计提供了依据．

导热管与电机转子过盈联接有限元分析及优化

将导热管安装于电机转子中对转子进行散热,可提高电机的输出效率,而导热管与转子内孔的紧密接触是导热散热的关键因素.通过建立导热管与转子过盈联接的有限元模型,分析过盈量、摩擦因数以及配合长度对导热管与电机转子过盈联接静态和动态性能的影响.结果表明,过盈量和配合长度对结构的静态和动态力学性能影响较大.在有限元分析的基础上,对导热管与电机转子过盈联接最大法向接触应力进行多目标优化,得出导热管与转子最大法向接触应力最小的接触状态,以提高导热管与转子配合的可靠性以及转子轴的寿命.

雷达伺服系统抗干扰优化设计与实践

随着雷达机动性的不断提高,雷达的伺服系统涵盖的内容也越来越全面、复杂。包括天线转动平台的自动调平,天线旋转和定位,天线展开和撤收,方位角度转换及与上位机进行信息交换,强电、弱电综合,数字信号、模拟信号汇集等功能。因此要求综合全面地考虑各种因素,采取多种措施,解决其电磁兼容性问题,保证雷达及其伺服系统稳定可靠地运行。

设计和分析

通过计算分析起重机车轮与轴过盈连接的受力情况 ,利用可靠性联结方程 ,对此连接方式进行可靠性验证 。

旋转压缩机定子与壳体过盈配合有限元计算

本文应用有限元分析软件ANSYS对旋转压缩机定子与壳体过盈配合方式在两种工况下进行模拟计算,得到定子与壳体变形规律与定子外形结构密切关系。并对两种工况下定子、壳体变形,两者接触装配压力及抱紧力随过盈量变化关系进行比较分析。分析方法对过盈量选择提供了理论依据,同时对定子结构设计与优化具有重要指导意义。

面向混合不确定性的可靠性设计优化方法研究

针对可靠性设计优化过程中,模型受到不确定性参数的影响而使计算可靠度困难的问题,提出一种面向设计变量和参数同时存在不确定性情况下的可靠性指标计算方法.基于克里金响应面进行估值,计算数据分布特征,拟合数据分布的概率密度函数,形成混合不确定性的统一量化表达形式,根据可靠性理论的应力强度干涉模型,使用联合概率积分法计算得到设计点的可靠度.在此基础上构建基于克里金响应面的可靠性设计优化流程,实现设计变量和参数同时存在不确定性时的可靠性设计优化.通过典型算例进行分析,计算结果表明:与只含有设计变量不确定性的情况相比,该方法可有效应对参数不确定性造成的影响.

雅砻江流域水电站计算机监控系统的优化设计

结合雅砻江流域特大型水电站计算机监控系统的优化设计方案,对如何提高系统的可靠性及稳定性进行了分析并提出了相应措施,并着重对监控系统的网络及结构配置的优化设计、信号抗干扰与防雷、供电可靠性、软件防误等方面进行了阐述,为特大型水电站计算机监控系统的设计和老项目的升级改造提供了参考。