基于瞬态动力学和ARIMA模型的弹性套柱销联轴器疲劳寿命预测

为深入研究弹性套柱销联轴器平行不对中故障对疲劳寿命的影响,在瞬态动力学分析的基础上,分析得到了不同平行不对中程度对疲劳寿命的影响,并基于瞬态动力学疲劳分析数据,结合差分自回归移动平均(Autoregressive Integrated Moving Average,ARIMA)模型,实现了弹性套柱销联轴器的疲劳寿命预测。结果表明,弹性套柱销联轴器的最低疲劳寿命随平行不对中程度的增大而降低;当平行不对中程度低于2.63%时,最低疲劳寿命的下降程度逐渐增大;平行不对中程度为4.74%的疲劳寿命预测值为1.2140×10^(6),预测值与仿真值之间的相对误差为0.22%,说明了ARIMA模型预测疲劳寿命的可靠性。研究结果可为弹性套柱销联轴器的抗疲劳优化设计提供指导。

屏蔽套材料对屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场的影响研究

针对单向耦合法分析屏蔽式永磁同步电机电磁场和温度场时计算精度低的问题,提出了一种磁热双向耦合法。首先,建立了磁热耦合计算模型。其次,采用双向耦合法分析了屏蔽套材料对电机性能的影响,并与单向耦合计算结果进行了比较。最后,建立了电机三维模型,利用有限元软件进行了电磁场和三维温度场分析。研究结果表明所提的磁热双向耦合计算方法可以有效提高电磁场和温度场的计算精度,此外屏蔽套采用不导电不导磁材料可有效提高屏蔽式永磁同步电机效率,降低电机温升。这不仅为屏蔽式永磁同步电机的设计提供了参考,同时对于保证电机高效和可靠运行具有重要意义。

回油槽结构对高速插齿机静压主轴性能影响研究

为提高数控高速插齿机静压主轴工作性能,以摩擦学和流体力学理论为基础,通过理论分析、数值模拟,探究了不同工况条件下有、无回油槽对静压主轴性能的影响规律。首先,建立了有、无回油槽油膜流体仿真模型和流固耦合模型,基于实际工况参数进行了仿真计算,探究了有、无回油槽对油膜承载力、刚度、剪切力和轴套最大变形量的影响规律;然后,利用瞬态计算,分析了在10次冲程运动内有、无回油槽结构对静压主轴油膜黏性生热现象的影响,探究了相同工况下不同回油槽形状对油膜承载力与刚度的影响;最后,搭建了静压导轨实验平台,通过实验数据证明了有限元仿真模型的有效性。研究结果表明:添加回油槽结构可以使油膜承载力和刚度提升约1.5倍,可小幅降低油膜黏性阻力,并使油膜平均温度保持稳定;在低偏心率时,无回油槽轴套相对有回油槽轴套变形量最大相差40%,高偏心率时则相反;偏心率较低时,回油槽形状对油膜刚度影响相对较大。该研究可为高速插齿机静压主轴结构参数优化和工程应用提供参考。

UUV推进器用磁耦合联轴器的设计与仿真

本文研究目的是无人潜航器(Unmanned Underwater vehicle,UUV)推进器用磁耦合联轴器的设计与仿真方法,预先初选磁耦合联轴器的主要尺寸、再建立磁路近似模型,采用解析计算求得传递扭矩及隔离套上的涡流损耗值,再用低频电磁场仿真软件校核扭矩及涡流损耗,然后经过几轮设计方案的迭代,最终使磁耦合联轴器满足UUV集成推进器的设计要求,在设计的迭代过程中同时分析了内外磁转子夹角与扭矩的关系、内外磁转子轴向长度对扭矩、涡流损耗的影响。

合成气压缩机机组轴向位移负增长原因分析与处理

从合成气压缩机机组运行趋势、鼓形齿式联轴器结构特点、检修过程质量控制、汽轮机机组热膨胀特性等方面,分析鼓形齿式联轴器安装问题造成汽轮机轴向位移负增长的原因,制定相应处理措施,并修订完善检修作业指导书。

船用多层组合外套液压联轴器的最优分层分析

对液压联轴器多层组合式外套进行了最优分层分析,确定了n层外套层间界面的最佳半径。数值计算结果表明:通过合理选择层间半径,双层外套的弹性极限承载能力比单层外套的弹性极限承载能力提高了22%;三层外套的弹性极限承载能力比单层外套的弹性极限承载能力提高了31%;三层外套的弹性极限承载能力比双层外套的弹性极限承载能力提高了7.4%。

装配整体式连梁抗震性能试验研究

装配整体式连梁由预制窗下墙、现浇带和预制窗上墙组成。为研究装配整体式连梁的抗震性能,完成9个5种跨高比连梁试件的拟静力试验,其中4个试件的窗下墙与现浇带之间采用钢筋套筒灌浆连接,4个试件的窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接,1个试件由现浇带和窗上墙组成。试验结果表明:连梁以弯曲破坏为主,连梁与墙肢交界面开裂,两端或角部混凝土压碎,受弯裂缝与斜裂缝布满连梁;窗下墙与现浇带之间没有钢筋连接的试件,窗下墙与现浇带分开(除两端外),形成2根连梁;连梁端弯矩-转角滞回曲线有一定程度的捏拢;连梁的极限位移角(正反向加载的平均值)为1/24~1/60,具有很好的弹塑性变形能力,跨高比为1.5的连梁试件的极限位移角小于同一类型跨高比为2.0及2.4的连梁试件;可按整体连梁采用规范公式计算装配整体式连梁的受弯承载力;窗下墙与现浇带之间是否采用钢筋套筒灌浆连接,对连梁的承载力及滞回性能影响不大。

表贴式高速永磁电机多场耦合转子设计

针对高速永磁电机转子设计同时受机械强度和电磁性能限制,参数选取困难的问题,基于机械强度设计、电磁设计以及转子动力学设计理论,采用有限元法,提出一套完整的基于多物理场耦合的高速永磁电机转子优化设计方法。综合考虑材料各向异性、离心力以及温度影响,分析了典型护套转子的机械强度变化规律;结合电磁性能要求,确定了最小护套厚度和永磁体厚度,并对三种护套转子的动力学特性进行分析。仿真结果表明,对于大功率高速永磁电机,比较适合采用表贴式的转子结构,而且碳纤维护套转子较其他转子具有更好的机械和转子动力学特性;通过多场耦合的设计方法得到的转子结构能够同时兼顾机械、电磁以及转子动力学特性的要求。

滑套式井下安全阀设计及动态特性分析

为防止井喷、保证油气井正常生产,设计了1种滑套式井下安全阀,对其结构、控制方式和工作原理进行了介绍;采用有限元的方法对井下安全阀由开启到关闭的动态过程进行模拟,在滑套阀不同倒角情况下,对滑套阀内部流场特性和所受压力的变化规律进行分析。分析结果表明,在滑套阀关闭过程中流体最大速度达到275 m/s,滑套阀所承受最大压力超过40 MPa;流体速度和滑套阀所受压力都随着滑套阀开度的减小而增大,随滑套阀倒角的增大而减小。此滑套式井下安全阀采用压力脉冲控制方式,液压管线只需要传递压力脉冲信号,杜绝了因管线泄漏而造成的井下安全阀失效。同时,驱动方式改为电机驱动,直接控制滑套式阀门的开合,反应迅速,提高了安全性和可靠性,具有较好的实用价值。

基于Recurdyn和ANSYS的甘蔗切割机构研究

甘蔗切割机构作为甘蔗种植机的关键机构,它对蔗种的设计长度起到决定性的作用。首先,通过运用Recurdyn的F-Flex完全柔性体方法建立了甘蔗切割器的刚柔耦合模型;其次,对甘蔗设计长度起关键作用的套筒进行了柔性体分析;最后,获得到计算甘蔗设计长度的公式,为以后设计精确的蔗种长度打下了基础。

柔性管与紊流耦合的减阻特性

为探讨柔性管与紊流耦合的减阻特性和初步机理，使用双重管结构，对柔性管的减阻特性进行试验研究，采用激光传感测位仪对柔性管外壁的位移脉动特性及其与柔性管减阻率之间的相关性进行研究。结果表明，壁厚越小，雷诺数越大，柔性管减阻率越大；在双重管结构及雷诺数约为3×10^4时，壁厚为2mm、3mm及4mm柔性管的减阻率依次约为16％、11％、9％；管外壁位移脉动的低频方均根值与减阻率存在正相关关系；在高雷诺数下，由于使用理论模型计算的管径膨胀引起的减阻率偏低，单重管的减阻率比实际值偏高。

双层组合外套液压联轴器分析

介绍船用轴系液压联轴器的组成,并对液压联轴器双层外套进行了分析,确定了双层外套内、外层之间界面的最佳半径。

大直径高强钢筋套筒灌浆连接预制柱抗震性能试验研究

设计了6个截面尺寸为600mm×600mm的钢筋套筒灌浆连接预制混凝土柱,对其进行了低周反复加载试验,其中配置的纵筋和箍筋均为500MPa级高强钢筋,受力纵筋直径为25mm和36mm。研究了预制柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力以及极限承载力,并分析了轴压比、纵筋直径和配箍形式对其抗震性能的影响。研究结果表明:达到峰值荷载时,500MPa级纵筋均能受拉屈服;试件极限承载力的计算值与试验值之比平均为0.78,具有一定安全度;轴压比为0.50的试件的滞回曲线饱满,而轴压比为0.25的试件,其根部灌浆接缝结合面发生破坏并出现了受力纵筋从套筒中拔出的现象,导致其滞回曲线出现捏拢,耗能能力相对较低;各试件的位移延性系数为3.80~5.31,极限位移角为1/47~1/33,均具有较高的延性水平;通过附加架立筋并配置复合箍的方式可保证大直径钢筋预制柱的抗震性能,并建议优选本文的配箍形式二。

装配整体式双肢剪力墙连梁抗震性能试验研究

为研究装配整体式连梁的抗震性能,完成了2个两层装配整体式双肢剪力墙试件的拟静力试验。2个试件的几何尺寸相同,配筋基本相同,区别在于组成连梁的一层预制窗上墙、后浇带与二层预制窗下墙之间,试件A采用单排钢筋套筒浆锚连接,试件B无此连接。试验结果表明:2个试件的破坏形态相同,为连梁端部形成塑性铰,以整体弯曲破坏为主,连梁后浇带与二层预制窗下墙相对错动,连梁整体有剪切斜裂缝;2个试件的承载能力、刚度基本相同,极限位移角都大于1/90。装配整体式连梁是否采用钢筋套筒浆锚连接,其抗震性能均满足要求。

液压套筒联轴器安装参数的计算

主要介绍了液压套筒联轴器安装参数的计算方法、计算模型和步骤 ,以及安装误差对传递能力的影响。

带安全销的弹性套柱销联轴器的设计与计算

为了使弹性套柱销联轴器既保留缓冲减振功能,又具有安全保护的作用,设计了带安全销的弹性套柱销联轴器。它同普通的弹性套柱销联轴器的区别在于加了一个中间盘,并在中间盘与右半联轴器之间通过z个安全销传递转矩。超载时安全销被剪断,从而起到过载保护的作用。介绍了一般场合下安全销直径的传统计算方法,并且应用可靠性设计理论,给出了重要场合下安全销直径的计算公式。

矿用液压软管接头芯子径向锻造工艺的研究

目的随着我国煤炭、钢铁业的新发展,矿用液压软管接头因更换快、使用量大,迫切需要新的成形工艺。方法针对KJ-25型液压软管接头芯子,提出了一种采用径向锻造近净成形制造毛坯的工艺。通过三维有限元软件FORGE建立了工艺的三维有限元模型,并对成形力、工件温度及应力状态进行了分析。结果有限元模拟结果表明:径向锻造生产的坯料较切削加工可节材37%,温锻时单个锤头锻造力仅为37.3 t。结论径向锻造工艺适用于同类型软管接头芯子的毛坯制造。

高速永磁同步电机的转子结构强度分析研究

针对高速永磁同步电机转子结构设计及强度问题,对转子结构形式和永磁体材料的选择、轴径尺寸的确定、护套与永磁体之间的过盈配合、转子强度分析方法等方面进行了研究。开展了护套与永磁体之间过盈量的理论分析,使用解析法建立了转子动态过盈量的计算公式,提出了高速永磁同步电机转子的结构强度校核方法。在理论分析的基础上,利用ANSYS-workbench有限元软件对一台最高转速为7 2000 r/min的10 k W高速永磁同步电机的转子进行了热-结构耦合强度分析计算。研究结果表明,永磁体与护套之间的动态过盈量决定了转子的强度,该电机转子的过盈量最佳值为0.03 mm^0.05 mm,该转子设计合理可靠,可以满足设计要求;该有限元仿真方法能够方便地实现内嵌式转子的结构强度分析,为转子的结构优化设计提供一定的依据。

钢筋套筒灌浆连接件抗火性能研究

目的研究高温条件下钢筋套筒灌浆连接件的连接性能,为采用钢筋套筒灌浆连接方式的装配式建筑在火灾后的性能评估提供理论依据.方法基于顺序耦合法和国际标准升温曲线ISO-834,采用ABAQUS软件对两种规格钢筋套筒灌浆连接构件的高温连接性能进行数值模拟.结果在轴向极限拉伸荷载作用下,当受火时间小于10 min时,灌浆料处于三向受压状态并形成较为明显的斜向受压带;当受火时间达到15 min时,部分灌浆料的最大主应力转变为拉应力;当受火时间大于30 min时,位于套筒中部的灌浆料逐渐转变为三向受拉状态,灌浆料斜向受压带随之消失,构件极限拉伸荷载仅为常温下的30%左右.结论随着受火时间的增加,钢筋套筒灌浆连接构件的极限拉伸荷载随之降低,且主要取决于灌浆料的应力状态.

立式长轴泵用剖分式套筒联轴器的设计及强度计算

为了解决立式长轴泵用套筒联轴器不易拆卸的问题,运用TRIZ理论对其技术冲突进行了分析,运用相关发明原理设计了径向尺寸小,易于拆卸的剖分式套筒联轴器,并给出了强度计算公式,为剖分式套筒联轴器的标准化和系列化设计提供了计算依据。