A New Thread Guide Mechanism of Rubbed Roving Frame

A new thread guide mechanism of a rubbed roving frame is developed, which consists mainly of a plate cam, a linkage and an air bag spring. Characteristics and design parameters of the air spring are explored in this study. Based on analyses of winding technology for this kind of package, the kinetic laws of the thread guide is put forward. General design equations of the cam profile are derived, and common kinetic laws of II linkage group which is used for such mechanism design is proposed. It proves theoretically that it is practicable. The experimental results indicate that it can meet the needs of technological demands, and the new thread guide mechanism has been used successfully on textile machines.

内牙水管接头的注塑模具设计及CAE仿真

针对一端带有内螺纹和另一端为光孔的水管接头,设计了一套带有齿轮传动+抽芯液压缸的自动脱螺纹机构和斜导柱侧抽芯机构的三板式注塑模具。首先,结合塑件的结构特点,确定了点浇口进胶以及浇口位置和直流循环式的冷却回路,利用模流仿真分析软件moldflow对确定的模流分析模型进行注塑成型工艺过程模拟分析。结果表明,塑料熔体的充填时间、缩痕指数、气穴分布以及翘曲变形量等成型工艺参数都在合理范围之内,验证了浇注系统和冷却系统设计的合理性。其次,对模具结构进行设计,将主分型面取在塑件的轴心面上,其余两个分型面顺序分型实现浇注系统凝料的自动脱落。由于塑件为带内螺纹的管状零件,针对内螺纹脱模难的问题,设计了齿轮传动机构驱动螺纹侧型芯旋转和抽芯液压缸的直线移动的两套运动机构实施自动脱螺纹,塑件光孔部分的成型和抽芯采用斜导柱侧抽芯机构来实现。通过模流分析,验证了模具结构的合理性,并且缩短了模具设计的开发周期,有效地提高了塑件的成型质量。

S135钻杆接头螺纹三维参数化建模及力学特性分析

S135钢级钻杆在矿井勘探、探放水、瓦斯抽采等钻孔施工中得到了广泛使用。然而,由于钻杆接头螺纹承受轴向拉压、扭转、弯曲及其复合载荷的循环作用,导致接头螺纹的使用寿命远远低于其设计寿命,是整个钻杆结构中最薄弱的环节。因此,通过万能拉伸试验获得钻杆接头材料的力学性能参数,经计算转化得到其本构参数,对钻杆接头进行有限元分析。为了提高有限元分析效率,推导垂直于钻杆接头轴线的螺纹截面轮廓几何表达式,基于旋转、抬升、缩径和连接节点的设计思路,提出了一种考虑钻杆接头锥度和台肩的三维螺纹参数化建模方法,并根据单元和节点之间的关系开发了钻杆接头连接的参数化三维六面体网格建模程序,通过与交互式建模方法计算结果的对比验证了其有效性和可行性。此外,对上扣扭矩、压扭及压弯扭复合载荷作用下接头外螺纹的力学特性进行了分析。结果表明:3种工况下钻杆接头外螺纹上的应力近似呈现“浴盆”形态,第1螺纹牙上的应力最大;随着圈次的增加,螺纹牙上的应力迅速下降,最后一圈螺纹牙上的应力呈现上升趋势;在弯矩的作用下,螺纹牙上的应力具有非对称特征。在接头螺纹设计时,必须考虑井眼曲率的影响并且需要重点关注接头压缩边第1螺纹牙上的应力。

喷雾内壳螺纹脱模机构与模具设计

喷雾内壳塑件底部内螺纹结构,需要采用专业的螺纹脱扣设计。该模具使用电机马达带动齿轮转动进行脱扣,内部尺寸小,模具结构设计需要更加精致,才能实现脱扣功能。由于塑件功能结构的限制,两侧胶位都需要设计成滑块,存在粘滑块的风险,严重影响模具脱模以及塑件拉伤的风险,具有一定的模具设计难度。塑件两侧有长而深的柱位,粘模力大,脱模困难,同时存在偏心问题,加大了模具设计与加工的难度。喷雾内壳螺纹脱模机构与防止模具粘滑块的模具结构设计新颖、独特,对于模具同行有一定的借签意义。

不同方向上行星滚柱丝杠螺纹副啮合侧隙研究

根据丝杠、滚柱以及螺母结构特征,利用空间曲面参数方程分别建立了行星滚柱丝杠各个零件的螺旋曲面模型,并结合行星滚柱丝杠装配关系,得到行星滚柱丝杠空间啮合曲面方程。在此基础上,获得螺旋曲面法向量,基于曲面啮合条件,考虑零件运动方向,建立了行星滚柱丝杠在轴向、径向以及周向上的啮合侧隙模型,并讨论了结构参数对行星滚柱丝杠啮合侧隙的影响规律。结果表明,滚柱与丝杠侧在3个方向上的啮合点均不在螺纹中径,滚柱与螺母侧3个方向上的啮合点均在滚柱螺纹中径位置;螺距、牙侧角以及螺纹牙厚均对行星滚柱丝杠啮合侧隙有影响,只有增大螺纹牙厚才能同时减小3个方向上的啮合侧隙,螺距和牙侧角应根据实际需要选择合适的参数。

单边双针双线摆动缝合轨迹设计及实验验证

针对单边双针双线缝合头插刺机构无法缝制3 mm以上厚度预制体的问题,提出一种不对称的8字形运动轨迹并对插刺机构的运动轨迹进行了设计。首先,基于单边双针双线缝合工艺对插刺机构运动学进行分析,确定摆动插刺机构各构件的尺寸;其次,在ADAMS中构建机构模型并进行轨迹分析;最后,通过实验样机进行缝合实验。实验结果表明,设计的缝合机构可将实际缝合厚度不足3 mm提高到8 mm,并在缝合过程中形成稳定线环,验证了不对称8字形缝合工艺及摆动插刺机构的可靠性。

反向式行星滚柱丝杠副的螺纹牙修形设计

基于反向式行星滚柱丝杠副(Inverted Planetary Roller Screw Mechanism,IPRSM)的螺纹牙载荷分布情况,分析了滚柱修形和丝杠修形对其载荷分布的影响。结果表明,丝杠-滚柱接触侧的载荷不均程度比长螺母-滚柱接触侧严重,对滚柱修形后,最大接触应力以及最大载荷得到了有效降低,螺纹牙上的载荷分布更加均匀;而长螺母-滚柱接触侧对修形量变化较丝杠-滚柱接触侧更加敏感。同样,丝杠修形可有效降低最大载荷。研究对优化IPRSM的载荷分布具有一定的参考意义。

羊肠线与聚乙丙交酯线埋入大鼠“足三里”穴区局部时效性刺激效应的机制

背景:课题组前期观察发现,临床常用羊肠线、聚乙丙交酯线埋入正常人体“足三里”穴后穴区局部表现出时效性炎性刺激效应且具有线体差异性,其背后的参与机制尚有待研究。目的:观察羊肠线、聚乙丙交酯线分别埋入大鼠“足三里”后穴区连续时间点的降钙素基因相关肽、5-羟色胺、白三烯B4及缓激肽的表达变化。方法:采用随机数字表法将110只雄性SD大鼠分为空白组(10只)、羊肠线组(50只)、聚乙丙交酯线组(50只)。空白组不进行埋线处理,另两组在大鼠左侧“足三里”穴埋入相应线体1次,埋线后8 h及3,7,14,21 d,采集左侧“足三里”穴区组织,免疫组织化学法检测穴区组织降钙素基因相关肽、5-羟色胺的表达,ELISA法检测穴区组织白三烯B4、缓激肽含量。结果与结论:①与空白组比较,羊肠线组埋线后8 h、3 d、7 d、14 d、21 d穴区组织的降钙素基因相关肽、5-羟色胺表达及缓激肽、白三烯B4含量升高(P<0.05);聚乙丙交酯线组埋线后8 h、3 d、7 d、14 d穴区组织的降钙素基因相关肽表达升高(P<0.05),埋线后8 h、3 d、7 d穴区组织的缓激肽含量升高(P<0.05),埋线后8 h、3 d、7 d、14 d、21 d穴区组织的白三烯B4含量升高(P<0.05);②与聚乙丙交酯线组比较,羊肠线组埋线后7,14,21 d穴区组织的降钙素基因相关肽表达升高(P<0.05),埋线后8 h、3 d、7 d、14 d、21 d穴区组织的5-羟色胺表达升高(P<0.05),埋线后8 h、3 d、14 d、21 d穴区组织的白三烯B4及缓激肽含量升高(P<0.05);③结果表明,羊肠线埋入大鼠“足三里”后引起穴区降钙素基因相关肽、5-羟色胺、白三烯B4和缓激肽的变化,聚乙丙交酯线埋入“足三里”后引起穴区降钙素基因相关肽、白三烯B4和缓激肽的变化,可能是穴位埋线后穴区局部时效性刺激效应的参与机制之一,并且两种线体之间存在一定差异。

基于PSB钢筋的高强度锚杆精细分区抗浮及受力分析

随着建筑物地下室的埋深增加、地下水位升高以及极端恶劣天气的影响,对抗浮锚杆的性能提出了更高的要求,传统抗浮锚杆的局限性日益明显。为了解决建筑物因不同区域结构自重和地下室底板埋深差异带来的抗浮难题,本文通过精细分区抗浮设计,采用精轧螺纹钢筋代替普通钢筋的高强度扩大头抗浮锚杆解决了抗浮问题,其单根抗浮锚杆的抗拔承载力为560 kN,在最大试验荷载840 kN作用下锚头最大位移仅为5.25~9.97 mm,平均值为7.91 mm,卸荷后回弹率为18.09%~46.26%,未出现破坏,展现了优越的性能。高强度扩大头抗浮锚杆存在3种类型的应力-应变模式,(压密)-预应力抵消-扩大头端压是抗浮锚杆的理想应力-应变模式,其在1120 kN荷载作用下仍能保持正常维持收敛,且抗拔承载力为560 kN时仅处于预应力抵消阶段,仍具有很大的承载潜力。

基于贝叶斯优化神经网络的螺栓松动特性预测

针对螺纹松动过程影响因子多且具有典型非线性特征,预紧力衰减难以准确预测的问题,提出了一种基于贝叶斯优化神经网络的螺栓防松性能预测方法。首先建立了螺纹松动的动力学模型,并采用响应曲面法定量分析了各因子对残余预紧力的影响,确定了初始预紧力和振幅为影响松脱最敏感的两个因子;进一步采用贝叶斯优化算法,建立基于神经网络的螺栓残余预紧力预测模型,实现螺栓残余预紧力的精准预测,并对该模型进行了验证。结果表明:相对于三层神经网络、高斯过程回归以及支持向量机模型等,基于贝叶斯优化的神经网络预测模型的均方误差最小,且R2系数最接近1,通过试验验证,螺栓残余预紧力预测值与实际测试值误差在7%之内,验证了模型的有效性及可靠性,为螺栓可靠性防松设计奠定基础。

高强预应力锚杆力学性能实验与支护研究

高强预应力锚杆支护是传统锚杆支护技术的进一步优化发展。由于深部巷道具有围岩破碎、高应力等复杂地质特征,更多的高强预应力锚杆替代传统锚杆应用于其中。本文通过理论分析,预应力转化试验,左右旋锚杆拉拔试验以及锚固力试验,对比分析高强预应力锚杆的力学性能,揭示了新型左旋高强预应力锚杆加固围岩的支护机理。研究结果表明:(1)理论分析锚杆在围岩中的作用机理,阐明了预应力锚杆对围岩的加固作用;(2)滚丝锚杆扭矩转化成预紧力的效率约为等强全螺纹锚杆1.7~1.9倍;不同直径的左旋滚丝锚杆力学性能均优于右旋全螺纹锚杆,左旋螺纹钢锚杆锚固力大于右旋螺纹钢锚杆;(3)分析新型左旋高强预应力锚杆的结构,其具有预应力高、锚固力高、有效断面大等优势。本研究为深部巷道围岩支护技术的优化与创新提供了有益的参考和借鉴。

低合金高强钢螺纹孔摩擦塞补焊修复接头的组织与性能研究

针对轨道车辆零件螺纹孔摩擦塞补焊修复工艺及性能进行了研究。在优化的塞孔/塞棒几何参数和焊接工艺参数下制备了无缺陷的焊接接头,并分析焊接接头的微观组织、拉伸性能、冲击韧性和疲劳性能。结果显示,当轴向压力过大,接头界面处会形成未焊合缺陷。在转速为7 000 r/min、轴向压力35 kN、顶锻压力40 kN、塞棒进给量18 mm的参数下,可以获得成形良好的无缺陷接头。靠近结合界面的微观组织主要为珠光体、铁素体和部分板条状贝氏体。焊缝中的微观组织为针状铁素体和大量晶界铁素体,以及少量的板条状贝氏体。焊接接头具有优良的力学性能,其拉伸性能与母材相当,室温拉伸试验中,接头断裂位置均位于母材;疲劳实验中,螺栓外螺纹总是先于修复螺纹孔内螺纹发生疲劳断裂,修补螺纹的500万次疲劳强度达到142 MPa。

HST特殊螺纹油套管力学与密封性能有限元分析

为研究HST特殊螺纹油套管接头在机紧工况和拉伸工况下的连接性能和密封性能,采用Abaqus有限元软件,改变管体与接箍密封面过盈量和管体受力,分析2种工况下接头扭矩台肩、密封面和螺纹牙应力及接触压力。通过分析得到机紧工况下管体密封面最大过盈量为0.09 mm,拉伸工况下接头连接性能和密封性能减弱。研究结果可为HST特殊螺纹油套管的实际应用提供理论指导。

含内外螺纹管接头注射模设计

针对管接头同时有内外螺纹的结构,设计了1模2腔的模具,成型塑件的外螺纹及外圆柱面设计了斜导柱+弹簧+滑块的脱模机构,为了实现塑件内螺纹结构的自动脱模,设计了液压缸+齿轮齿条+齿轮传动+螺纹螺母的脱膜机构,在开模前通过液压缸活塞杆驱动该机构运动,使内螺纹型芯一边旋转一边上升完成脱模。经实际生产验证:模具动作稳定可靠,成型的塑件质量符合要求。

耳鼻喉手术用复合缝合线材料性能试验及应用效果

为提高手术缝合线的力学性能和应用效果,试验利用改性丝素蛋白溶液和硅溶胶,结合脱胶缝合线,制备了一种外科手术缝合用的复合线,并对其性能以及应用效果进行研究。结果表明,与普通缝合线相比,该复合线在应力-应变曲线中的最大应力、应变均提高,分别达到435.6MPa、23.3%,力学性能良好;从模拟组织中拉出的最大力最大,为2.15N,提高70.63%,在组织缝合中的锚定作用较好;在蛋白酶降解5d后剩余质量为18.26%,生物降解性能良好;这种复合线在外科手术切口缝合应用中切口感染率较低,为2.5%,且切口愈合优良率达到77.5%,应用效果较好。可以适用于外科手术切口缝合。

保温杯盖热流道塑料模具设计

对保温杯盖的结构进行了分析,并根据产品的结构设计两板模结构,采用热流道浇注系统。针对产品上的外螺纹,采用Half滑块成型。为了提高生产效率,采用一模八腔。为了防止产品出现注塑不饱满的现象,在定模镶件内部再设置小镶件。为了防止产品产生缩水,设计了一套冷却效果良好的冷却系统:在动模型芯的内部设置两头螺纹的螺杆;在定模内、外镶件上沿外圆柱面各设置了一道环状冷却水路;在滑块上设置随形直通式水路。为了使排气系统避开定模小镶件外圆柱面上的冷却水路,在小镶件内部开设排气孔,通过排气孔将型腔中的空气排出。根据产品结构与模具结构,采用推件板将产品顶出。为了不影响外螺纹滑块的结构,将推件板设置在动模镶件表面的方框内,并利用动模型芯作为导向机构,可防止推件板在运动过程中出现卡死的现象。

内螺纹前端盖注射模设计

针对塑件上螺纹及芯部需同时抽芯脱模的要求,设计了一副内螺纹脱模抽芯复合机构注射模。采用液压马达驱动方式脱螺纹,内螺纹抽芯复合机构基本组成包括液压马达驱动组件、传动齿轮、螺纹型芯、传动齿条,通过塑件外部止转结构是使该机构可以实现塑件内螺纹抽芯脱模功能。模具结构设计合理,实现了塑件注射成型的自动化生产。

基于有限元仿真的某脱落电连接器拉脱力研究

本文介绍了一种基于有限元仿真的某脱落电连接器拉脱力研究方法,传统的力学研究以试验为主,成本高,试验周期长,因而大大增加了电连接器的研制周期。本文以力学理论为基础,利用有限元分析仿真技术,建立力学仿真影响参数,从而快速完成电连接器的优化分析,并通过试验验证了该方法的有效性,旨在提供一种电连接器有限元仿真的思路和方法。

超深井油管特殊螺纹密封性能评价研究

为研究恶劣井况下某油管特殊螺纹接头的密封性能,在有限元软件中建立此接头的二维有限元模型,对不同工况下特殊螺纹接头的力学性能以及密封性能进行分析研究,引入一种新的方法即分析螺纹全长、半长、台肩处的泄漏情况,以细化对接头密封性能的评价。结果表明:上述特殊螺纹接头在上扣以及受载时,结构的最大Mises应力超过了材料的屈服极限,但大部分区域应力水平较低,无塑形贯通部位,整体结构完整;螺纹全密封性能指数均大于临界密封性能指数,整体无泄露;但分析半长以及台肩处的泄漏情况后发现,不论是拉伸还是压缩载荷,台肩处的泄漏都比较严重。以上研究结果对复杂工况下细化螺纹的选型具有重要的指导作用。

仿生机器人夹持机构特性研究

依据生物结构、运动特性等设计性能优越的机械系统逐渐在提高生活质量和替代人工危险作业等场合显出良好的应用前景.模仿蟹钳灵活性和稳定性,设计一种能够便捷抓夹取物的机器人终端执行夹持爪机构.采用传动螺旋为主要传动装置,引入正反螺旋提高夹爪夹紧移动速度,且操作便捷.对夹持机构在工作空间能力范围内进行了运动分析和结构力学分析,求解操作参数的运行规律,获得随着夹紧过程进行,夹持力与力学性能参数的变化关系.对机器人夹持机构的运动规划和实际应用提供指导.