基于响应曲面法的双Y形密封圈接触压力分析及优化设计

为改善双Y形密封圈在井底高温、高压工况下的密封性能,建立双Y形密封圈的二维轴对称模型,采用有限元分析软件ANSYS分析初始压缩量、润滑油压力以及润滑油与泥浆压差对双Y形密封圈密封面处接触压力的影响。结果表明:密封面处的最大接触压力随着润滑油压力的增加而增加,在不同润滑油压力下,最大接触压力始终大于润滑油压力,能够形成良好密封;随着初始压缩量的增加,最大接触压力逐渐减小,因此在保证形成良好密封的前提下,适当减小初始压缩量可以提高密封性能;随着压差的增加,最大接触应力先增加后减小最后趋于平缓。基于响应曲面法,以获得接触面最大接触压力为优化目标,对双Y形密封圈进行优化设计,得到其最佳优化组合方案。

非对称圆弧齿线圆柱齿轮建模与强度分析

为了提高圆弧齿线圆柱齿轮的强度,提出了双压力角非对称齿形设计。以双压力角铣刀盘为假想齿条,根据展成运动原理,推导齿面数学模型,获得齿面离散点坐标;在Pro/E中采用逆向建模的方法,建立高精度的非对称圆弧齿线圆柱齿轮模型;借助ABAQUS软件,分析工作载荷下两组压力角为25°/20°和25°/20°齿轮副的应力情况,提取出轮齿的齿面接触应力和齿根弯曲应力曲线。结果表明:大轮、小轮齿面的最大拟合误差分别为0.025mm、0.023mm;大压力角圆弧齿线圆柱齿轮能够显著提高轮齿的强度性能。

基于压痛耐受力的手柄接触面人机形态设计

为使手柄接触面形态设计具有更好的生理学和力学基础,从而提高手柄的人机性能,从人体疼痛感知特性出发,在模拟实验室中对160名受测者进行手掌压痛耐受力实验。将压痛耐受力数据作为外载荷,采用能量优化模型对手柄接触面人机形态进行初步设计并获得标准静态曲面,采用骨粒串主导的曲面变形技术和Dexmo手部动作捕捉设备,对标准静态曲面进行变形并完善手柄形态设计方案。实验和评价结果表明,新方案比传统提手手柄具有更大的工作接触面积和更高的主客观舒适性,显著提高了人在工作时的单手提力。

论心理学因素在产品设计中的功用

通过与产品设计关联的形态、色彩、界面、材质心理学因素的论述,使产品设计者明白,在"以人为本"的设计时代,产品设计的重点已从对用户生理需求上的满足,逐步转移到用户心理需求上。满足心理、情感需求的产品设计,不仅能使产品的使用价值、文化价值和审美价值融为一体,而且能更加突出产品中的人性化含量。