考虑结合部热变形的滚动导轨刚度特性分析

为提高滚动导轨副动态刚度,基于弹性力学中Hertz接触理论,考虑外载荷、预紧力、热变形等因素的影响下,对滚动导轨副进行了动态Hertz接触刚度建模。从单个滚珠-滚道接触特性出发,对比分析了滚珠-滚道接触变形关系。以某NSK直线导轨为对象,分析了导轨副在3种预紧力等级下不同垂直载荷对导轨副刚度特性影响规律。运用有限元软件对比仿真分析了不同垂直载荷下导轨副Hertz接触变形以及热变形对导轨副接触刚度的影响,结果表明:预紧力对临界载荷的影响较大从而影响滚动导轨副的刚度;摩擦热变形随着载荷的增加使导轨副接触刚度降低,对比验证了考虑热变形的接触刚度建模方法的合理性以及模型的准确性。

基于变权集对-多维联系正态云模型的TBM地质适应性评价预测

为解决TBM地质适应性评估中存在的模糊性及多因素之间相互影响的复杂性难题,在多维云模型的基础上,提出一种基于集对分析与多维云模型相耦合的多维联系正向正态云模型评价方法。通过统计研究分析国内12条隧洞106组TBM地质适应性数据的特征规律,选取设备参数、地质条件、不良地质问题在内的10个典型指标建立评价指标体系。将各评价指标作为多维联系正向正态云模型的一维变量,依据同异反原理与云理论,获取适合的3个云数字特征值,生成各适应性等级下的云滴;继而根据TBM地质适应能力隶属于各适应性等级的综合确定度,采用最大确定度原则判定TBM地质适应性等级,由此综合反映出评价多因素间的确定性与不确定性关系。此外,在IFAHP、改进ICRITIC及改进博弈论组合赋权确定综合常权重的基础上,利用基于因素空间思想的变权理论确定指标总层次排序权重,实现评价过程中指标的主动介入性。经应用于实际表明:变权多维联系正向正态云模型应用于TBM地质适应性倾向评价是可行的,评价准确率达90%,相较于常规多维云模型及其他计算方法,其吻合度更高、计算更简洁。

含间隙渐开线花键副动力学建模与实验研究

渐开线花键在特种车辆传动系统中应用广泛,现阶段研究通常忽略间隙影响将花键副视为刚性连接,对于传动系统等动态特性要求较高的环境,花键副界面接触状态直接影响传动系统的特性。考虑花键副的配合间隙采用悬臂梁模型计算花键单齿啮合刚度,建立了渐开线花键副弯-扭耦合模型,通过龙格库塔法求解并搭建花键副动力学实验台,验证了解析模型的正确性,分析了加速度频谱特性。研究结果发现:在不同的转频下,理论与实验结果一致,证明了模型的有效性;随着配合间隙的增大,花键副各齿受力减小,且同一间隙量下各齿受力不均匀。提出的动力学模型分析方法可为间隙配合渐开线花键副界面接触特性研究提供基础。

数控机床导轨滑块结合部组建模与参数辨识方法研究

提出理论建模-动态试验-多目标优化技术的广义结合部组参数辨识方法,该方法在综合考虑结合部组与被连接件间的双重耦合特性、构建导轨滑块系统广义等效结合部组模型的基础上,通过结构凝聚技术降低计算成本保证计算精度,最终推导得到约束状态下以阻抗形式表达的整体动力学模型,基于未知传递函数/阻抗数据信息获取,将理论建模、动态试验与多目标优化问题求解相结合对结合部参数进行辨识。实例表明,该广义结合部组参数辨识方法的辨识精度较高,模态频率及频响函数的误差非常小,该辨识方法有效。

基于ANSYS的Y形圈初始建模

针对密封元件的材料、几何、状态的高度非线性使得密封圈变形较大且有限元分析计算过程不易收敛的问题,对影响Y形圈模型计算收敛性的关键因素进行分析,并对刚-柔接触模型的重要参数进行解析和选择,最终提出了理论上较为合理的Y形圈初始有限元模型的建模方法,即活塞杆轴向移动挤压Y形圈得到Y形圈的有限元初始模型.

基于改进SPA法的地下水环境模糊综合评判

利用集对分析的原创联系度可展性,对其进行改进,将其推广到五级评判,进而建立了地下水环境评价模型。结合模糊综合评判方法,针对地下水环境的7项主要影响因子进行评价,可得到各地下水测点的评价结果,以及处于各评价等级的趋同程度。应用该方法进行实例计算,并与综合指数法、灰色关联法计算结果进行比较,结果表明:本方法评判效果较好,能够真实反映研究对象的状况,具有很好的工程应用价值。

考虑运动副间隙的平面连杆机构动力学分析

为了准确分析运动副间隙对机构动力学特性的影响,在Gonthier接触力模型基础上引入非线性刚度系数,得到改进的Gonthier模型,可以更加精确地描述运动副内的弹性力。基于平面四连杆机构并应用牛顿–欧拉方程,建立了含二状态间隙系统动力学方程;利用Adams软件仿真验证了间隙模型的正确性;分析不同间隙、转速、摩擦因数对机构摇杆加速度的影响,并研究了运动副内轴的接触、自由两种状态。结果表明,在一定条件下,轴在运动副内具有碰撞、接触、自由3种状态;系统稳定后,轴在运动副内始终处于接触状态,说明轴在运动副内的运动并不是随机碰撞;机构主要通过接触点变形产生的接触力而不是轴与轴承的碰撞力来传递动力。计算结果可以很好地预测间隙发生位置,对抑制间隙导致的机构振动、磨损等具有重要的理论价值。

含齿面闪温的齿轮副动力学建模与动力特性分析

为研究齿面闪温对齿轮系统动力学的影响,基于H.Blok闪温理论,推导出齿面闪温沿啮合线的分布规律。分析了转速、负载、重合度、中心距变动系数对闪温的影响;依据Hertz接触理论,推导出含闪温的啮合刚度、齿侧间隙和齿廓误差计算式,并建立含齿面闪温的直齿轮副非线性动力学模型。采用CPNF数值法获得系统的双参伪彩图,分析齿面闪温对系统分岔、齿面冲击、齿面脱啮和动载系数的影响。结果显示,负载和转速对闪温影响较大,在进入和退出啮合处闪温达到极值较易发生胶合,闪温对非线性参数的影响恶化了系统的非线性动力学特性,因此,设计中应控制其闪温值。

滚珠丝杠副接触变形影响因素分析

从滚珠丝杠副的结构参数入手,计算出滚珠丝杠副的主曲率半径,并做出接触角、螺旋升角与主曲率的关系曲线.以赫兹空间接触理论为依据,对滚珠丝杠副的接触变形进行理论计算,并对接触角、螺旋升角与接触变形、接触刚度之间的关系做进一步探讨.采用ANSYS有限元模型对上述接触变形计算结果进行验证.结果验证了理论模型的正确性,表明适当增大接触角、螺旋升角可以有效改善滚珠丝杆副传动性能.

考虑运动副冲击影响的铰链四杆机构动力学分析

采用分离 -碰撞 -接触模型建立含间隙机构的运动微分方程 ,考虑机构驱动装置的机械特性 ,在数值求解过程中根据运动副反力为零等条件判断运动副元素间是否发生分离和碰撞 ,提出了运动副元素发生分离和碰撞的模式假设 ,进而考虑运动副冲击的影响对机构进行动力学分析。研究结果表明 ,所提出的模式假设是合理的 ,在求解运动微分方程过程中考虑运动副冲击影响的算法是可行的。

一种平面二次包络环面蜗轮副的特征建模方法

平面二次包络环面蜗轮副三维实体属复杂曲面造型,文章在坐标变换公式的基础上,讨论了环面蜗杆螺旋齿面方程,建立了环面蜗杆螺旋线参数方程,并用VBA编程建模.按此建模,用平面包络环面蜗杆产型齿的特征模型,在M DT 6.0三维绘图软件环境中实现平面包络环面蜗杆和二次包络蜗轮副的三维建模,并以断面图检验了其良好的接触啮合状态.所生成的实体模型具有给定参数的数字信息,可用于此类环面蜗杆的齿廓形状分析和进一步应用研究.

刮板输送机链传动系统动力学建模与仿真分析

为研究刮板输送机链传动系统的动力学性能,建立了链传动系统的动力学模型。该模型主要考虑了链轮、链环、槽和刮板等主要零部件的质量、惯量和几何参数,并采用接触副描述各零部件之间的相互作用关系。在额定输出功率工况下利用所建模型进行动力学仿真,得到了链轮和链环的动态载荷,为链轮齿形优化、关键零部件强度校核及疲劳寿命预测提供了准确的边界条件。

基于安全软实力的煤矿行为安全研究

为探析影响煤矿行为安全的因素,从煤矿企业文化建设角度出发,提出安全软实力的概念并阐述其内容,结合员工个人层面,确定4个二级指标以及20个一级指标,构建煤矿行为安全模型,较好地涵盖了煤矿安全的各方面工作。将该模型运用于某煤矿,采用序关系分析法得到各级指标的权重,运用集对分析法进行定量分析,实现定性与定量相结合,得到该煤矿行为安全联系度的表达式,对联系度的同一度、差异度和对立度进行了分析,该煤矿行为安全情况较好,但仍需要根据指标,针对不足之处开展改善工作。所得结果表明,基于安全软实力的煤矿行为安全模型能够很好地反映煤矿行为安全情况,并为安全工作的开展提供指导。

湿式多盘制动器设计中基础模型与分析方法

湿式多盘制动器是机械、航空、交通、船舶等行业中的核心部件,它具有良好的制动性能和可靠性,正在取代传统的鼓式和盘式制动器。湿式多盘制动器结构复杂,设计过程中涉及机械学、动力学、传热学及材料学等多个学科,因此在湿式多盘制动器的设计中,产生了新的基础理论模型和分析方法。针对摩擦对偶片表面接触建模、制动过程中振动及接合特性建模分析以及制动过程中热机耦合寿命预测建模分析等前沿研究进行论述,为湿式多盘制动器的设计和研究提供参考。

发动机复层气门座接触特性研究

采用Ansys/Ls-dyna平台,基于动态接触理论建立发动机气门-气门座冲击接触仿真分析模型,探讨发动机复层气门座材料匹配性对其接触特性的影响。研究结果表明:复层气门座摩擦副匹配对其接触应力影响较大,特别是反映材料弹性特征的模量E和密度ρ。当弹性模量匹配比Ec/Eq小于0.5时,等效应力σN随Ec/Eq的增大而增大,但当Ec/Eq大于0.5以后,σN的变化速率显得较平缓;密度匹配比ρc/ρq对σN的影响规律与E相似,其中σN随ρc/ρq变化速率的改变大约发生在0.5,当ρc/ρq超过0.5时,σN的变化速率也呈现平缓趋势。复层厚度h对σN的影响也较大,且存在非线性现象。一般地,h的增加可缓冲冲击接触,使σN降低,但当h达到0.6 mm时,σN显现反弹上升的现象,且其增幅与复层材料特性有关,并且h较小时,气门的反弹较小,接触应力较平缓。

基于MSC.ADAMS软件仿真的关键问题

介绍了运用MSC.ADAMS软件进行机械系统仿真分析时,如何正确合理地进行约束建模的几个关键问题,并介绍了齿轮副和接触力的约束添加问题。

滚珠丝杠副扭转接触刚度理论建模与试验研究

为了分析滚珠丝杠副扭转接触刚度,首先基于切向滑移理论,对滚珠与滚道接触区域进行受力变形分析,建立了滚珠丝杠副扭转接触刚度模型。其次研制滚珠丝杠副扭转刚性试验台,在轴向加载下,通过角位移-扭矩曲线获得了扭转接触刚度。最后对DKF4016型滚珠丝杠副进行了多次测试。结果表明:在加载过程中,扭转接触刚度随扭矩呈指数关系变化,理论值与实测值最大相对误差为5.24%,验证了理论模型的正确性。

井下封堵球密封副接触应力建模与分析

封堵球密封副的密封性能是井下作业成败的关键,密封副接触应力的大小反映其密封能力。针对井下封堵球密封副的密封原理,分别建立了密封副接触应力的物理模型和有限元模型,通过实例模拟对比了二者的计算结果,分析了密封副几何结构和密封副材料特性对接触应力的影响规律。分析结果表明,封堵球密封副的接触应力可通过物理模型法或有限元法计算,二者模拟结果近似程度高,偏差较小;物理模型法可以反映模拟参数对最大接触应力的连续影响关系,有限元法可以模拟接触应力在密封副上的分布;在相同工况下采用小半锥角设计或选用较高弹性模量的封堵球材料均可增大密封副的接触应力,从而提高密封性能。

基于WDM-PON技术的高铁选线信息共享系统设计

针对高铁选线的不合理性和不科学性,提出基于WDM-PON(波分复用型无源光网络)技术的高铁选线信息共享系统设计。通过WDM-PON技术与层次分析法相结合,整合影响铁路选线的因素,构建多层次分析模型,结合集对分析法共同计算所选线路的联系度,并按照三级优劣等级划分,联系度最大即代表级别最高、所选的线路最优,完成高速铁路的选线信息共享系统设计。实验结果表明,所提方法确定了ND1线路的优劣等级为一级,明确了ND1线路为最优线路,并且其选线耗时在1.0 s以下,远低于其他方法,同时其准确率达到了98%,因此,该方法有效找出了最优线路,提高了选线的准确率,降低了系统运行耗时,为选线提供了科学的参考依据和坚实的理论基础。

旋转多臂提综机构运动精度综合分析

为了提高旋转多臂提综机构的运动精度及其工作的稳定性,建立了考虑尺寸误差和运动副间隙的旋转多臂提综机构各部分的运动精度误差模型,并对其进行了仿真分析。首先,基于机构工作原理,结合连续接触模型,建立了考虑尺寸误差和运动副间隙的共轭凸轮变速机构和平面四杆机构,及其串联而成的旋转多臂提综机构的运动精度误差模型;然后,运用MATLAB对机构进行了数值计算和运动仿真,并分析了共轭凸轮变速机构和平面四杆机构对旋转多臂提综机构运动精度的影响;最后,采用减小运动副间隙值的方法,提高了旋转多臂提综机构的输出精度。研究结果表明:运动偏差在角速度和角加速度极值附近达到最大;共轭凸轮变速机构对提综机构输出精度的影响大于平面四杆机构,且两机构的运动误差对输出精度影响具有一定累积作用;将运动副间隙减小0.02mm后,提综臂角位移、角速度和角加速度最大偏差分别减小10.26%、15.54%、27.75%;该研究结果可为后续对旋转多臂提综机构的运动精度分析提供理论参考。