轻量化多孔空心轴结构设计与分析

为了进一步提高轴的比强度,在传统空心轴的基础上进一步提出并研究了一种基于增材制造技术的多孔空心轴。通过仿真分析并经实验验证,在相同质量时,多孔空心轴与传统空心轴相比,承载能力更佳。在某典型扭转工况下,强度能提高22.5%;在某弯曲工况下,强度能提高9.8%。

新能源汽车空心电机轴径向锻造生产线设计

新能源汽车空心电机轴受力复杂,径向锻造是其最佳成形方式。本文分析了空心电机轴成形工艺流程,提出了生产线关键技术参数,介绍了关键设备组成,讨论了该生产线的技术特点。

基于可靠性优化的空心半轴轻量化设计

转向驱动桥空心半轴是保障汽车的驱动性能和运行稳定性的关键零部件,针对轻量化设计过程中目标响应与约束响应复杂非线性建模和可靠性偏低的问题,文中运用支持向量机回归(Support Vector Regression, SVR)代理模型构建目标响应并验证其有效性,同时考虑多种不确定性因素,增加了形变及应力引起的失效概率在一定范围内的约束条件,从而较好地解决了轻量化设计过程中失效的难题。结果表明:可靠性轻量化设计后的空心半轴比初始设计改善了2.4%(减少了54.4 g),最大形变量的可靠度增加了15.6%(减少了0.2 mm),等效应力的可靠度提升了15.0%(降低了47.1 MPa)。

基于响应面法的转向驱动桥空心半轴轻量化优化设计

提出了一种基于数值优化与有限元模拟相结合的汽车转向驱动桥空心半轴轻量化设计方法。以半轴各段的壁厚、长度和过渡角为设计变量,半轴质量最小化为优化目标,2阶约束模态频率和半轴花键末端圆角过渡处等效应力为约束条件,建立了半轴轻量优化模型。利用正交试验设计得到10个设计变量和3个水平的数值模拟试验组合。采用最小二乘法建立了响应面近似模型,并利用序列二次规划算法对模型进行了迭代优化。结果表明:轻量化优化后的变径全空心半轴质量比初始设计减少约16.7g,半轴2阶约束模态频率增加约0.6Hz,且半轴花键末端圆角过渡处和最小轴径处的等效应力值均低于半轴材料的抗扭强度。

基于代理模型的中空轴式大型静压轴承多目标优化

建立了中空轴式静压轴承的油膜仿真模型,分析了油腔包角、偏位角、油腔宽等设计参数对其承载力和液压功耗的影响规律。以主电机功率为8000kW的大型球磨机静压轴承的承载力和液压功耗为优化目标,以静压轴承所需提供的最小载荷和轴瓦的许用应力为约束条件,提出了基于RBF(径向基函数)代理模型和多目标粒子群优化算法相结合的多目标优化设计方法,得到了Pareto最优解集,应用基于灰色关联度的TOPSIS方法选取出了最优妥协解。优化结果表明:优化后的静压轴承承载力提升了2.99%,液压功耗降低了3.87%,所承受工作介质重力提升了8.74%。

1t固定车箱式矿车车轴的轻型化设计

采用整体空心轴和局部空心轴2种减重方案对1 t固定车箱式矿车的车轴进行轻型化设计,根据等强度原则并考虑结构尺寸条件和管材壁厚条件,利用解析法确定了整体空心轴和局部空心轴空心段的内径,并分析了整体空心轴和局部空心轴的减重效果。结果表明,局部空心轴减重效果优于整体空心轴。

空心转轴结构的优化设计

介绍了空心转轴结构的优化设计过程，根据优化结果研制的空心转轴已应用于生产实际，并取得了良好的经济效益。

空心传动轴的可靠性优化设计

在普通优化设计的基础上,根据可靠性设计准则,将空心传动轴的应力及强度视为随机变量,建立起空心传动轴的可靠性优化设计模型,结合实例说明可靠性优化设计方法比传统设计方法更可靠、经济。

楔横轧成形等内径空心轴的椭圆度影响规律

采用二次回归正交旋转组合设计法,对楔横轧成形等内径空心轴的椭圆度影响规律进行有限元模拟分析和轧制实验,得到了具有较高参考价值的回归方程。依据回归方程和模拟结果,得出了工艺参数对等内径空心轴椭圆度的影响规律,以及各因素对椭圆度的影响程度主次和工艺参数的最优组合。研究结果为实现等内径空心轴类零件的楔横轧精确成形,以及优化模具设计和工艺参数的合理确定,提供了理论依据。

基于欧拉—伯努利刚度矩阵的减摇鳍轴升力检测分析

常规减摇鳍多采用鳍角反馈控制方式,实际减摇效果很难达到理论设计水平。主要是由于产生控制力矩的升力是估算值,与实际值有较大偏差。文中分析了偏差产生原因并以此为据,避开多种干扰因素和繁琐的理论推导;设计了内含轴芯的空心轴,运用欧拉—伯努利梁刚度矩阵进行理论分析;将难以测量的升力转化成易于检测的位移量,建立两者的量化关系,并探讨了三种主要影响因素;设计可拆卸的端盖和两种传感器安装方式,便于维修检测。以实际装船的某型减摇鳍设计参数为依据,通过计算和仿真对比验证了设计的有效性和准确性。

中空注浆锚索在顶板淋水主斜井堵水支护加固中的应用

针对古城煤矿主斜井巷道掘进过程中顶板出现的锚索孔淋水严重影响支护效果和施工进度的情况,通过巷道钻孔探放水探测发现顶板存在很多强度较低的泥岩岩层,开挖后在原岩应力的作用下,容易产生裂隙,此时的裂隙会导致水从裂隙中渗透出来,对施工与支护造成不良影响。基于注浆锚索的堵水支护加固和注浆理论,通过理论计算选择了合适的主斜井顶板淋水段的注浆锚索支护方案和注浆参数并在主斜井里程590~599m进行注浆锚索试验,确定注浆锚索施工的具体参数。根据注浆锚索试验段的矿压观测表明,注浆锚索堵水支护加固措施在古城矿主斜井淋水试验段取得了成功应用。

同等刚度条件下空心轴与实心轴的设计比较

通过对轴的刚度进行计算,分析比较在同等长度、同等材料条件下,实心轴与空心轴的质量之比与面积之比的关系。结果表明,在载荷相等的条件下,合理壁厚的空心轴设计可以在很大程度上节约材料。尤其在对质量要求比较严格的机械设备上,采用空心轴设计能大大减轻零部件质量,更好地实现减重目标。

电力机车空心轴架悬驱动装置公理设计分析

运用公理设计理论的独立公理对SS9型机车空心轴—六连杆架悬式驱动装置和"Taurus"class高速电力机车空心轴六连杆架悬驱动制动装置进行分析,从功能与概念设计层面对电力机车架悬驱动装置的发展趋势进行了初步探讨。结果表明,上述两种驱动装置均为弱耦合设计,满足独立公理,公理设计理论能够给出该结构之所以能够历经考验的理论解释。本研究为如何获得空心轴连杆架悬驱动装置这种优良设计并不断推陈出新提供了方法学上的借鉴。

适用于窄小运输巷道的带式输送机驱动装置的设计

霍州煤电集团薛虎沟煤矿井下掘进工作面运输巷道狭窄、空间小,对机头传动装置所占空间要求较为严格。为了满足该矿现有巷道要求,设计了一种适用于窄小巷道运输的带式输送机驱动装置,该驱动装置减少了中间联轴器联接,缩小了带式输送机驱动装置所占空间;同时还满足了运量、巷道小断面等要求,提高了矿井运输生产效率。

某涡轴发动机防砂改进研究与验证

某涡轴发动机在外场连续发生燃气发生器后轴承损坏而导致空中停车的故障。经分析发现后轴承损坏的主要原因是飞机在含砂环境中飞行,大量砂尘积聚在发动机的鼓筒轴里,当砂尘积聚到一定数量后,砂尘突然剥落从而破坏了转子的动平衡。最终通过在鼓筒轴内部嵌入蜂窝,排除了故障。

汽车变速器轴轻量化设计与旋转锻造仿真

汽车零部件的轻量化设计与制造是助力整车轻量化、实现绿色制造和降低汽车碳排放的重要途径。以汽车变速器轴为对象,对其轻量化设计与高效精密制造进行了研究,基于Abaqus静力分析研究了相同静扭载荷下变速器轴不同空心轻量化设计时的应力分布,基于FORGE探究了变速器轴旋转锻造缩径过程的变形特征,实现了对设计管料的旋锻工艺验证。结果表明:空心设计能够很好地实现变速器轴的轻量化,结合变壁厚设计能够改善应力分布、提升轻量化水平至50%左右;使用旋转锻造工艺能够实现变速器轴的缩径和壁厚增厚,保证良好的精度,同时将成形损伤累积和成形力控制在较低水平。