大型锻件尺寸在线测量技术研究

随着制造业自动化程度越来越高,传统的尺寸测量设备和方法已难以满足大型高温锻件尺寸在线测量的要求。该文阐述大型高温锻件尺寸在线测量系统的重要性,介绍大尺寸工件在线测量的发展现状,指出目前大型高温锻件尺寸在线测量存在的问题,提出一种基于多目视觉的大型长轴类锻件尺寸测量方法,对测量系统进行架构设计,建立计算的数学模型,总结该测量方法特点与局限性,并指出未来进一步探索的方向。

基于响应面法和粒子群算法的电机轴多目标优化

为满足新能源汽车电机轴的轻量化设计需求,文中提出了一种基于响应面法和粒子群算法相结合的多目标优化方法。以电机轴的内径为设计变量,在满足强度约束的条件下,将电机轴质量、多危险截面处等效应力和1阶临界转速作为设计目标构建了多目标优化模型。建立Box-Behnken试验设计得到4因素3水平的有限元分析试验方案,采用最小二乘法拟合了各子目标的高精度响应面方程,并根据各子目标的重要程度引入影响因子,建立了统一的全局优化目标函数。最后,结合惯性权重线性递减的粒子群算法对全局目标函数进行了寻优。优化结果表明:电机轴的质量减小了4.8%,1阶临界转速提升了8%,且两处危险截面的等效应力分别减小了2.9%,2.5%。

基于Archard模型的螺杆钻具十字万向轴啮合面磨损规律研究

十字万向轴对于螺杆钻具的扭矩与转速传递具有重要作用,然而十字万向轴的运动磨损使得传递效率大大降低。为探究十字万向轴啮合面的运动规律与防磨合金块的磨损规律,建立十字万向轴多体运动和合金块体积磨损量计算的联合仿真物理模型;依据赫兹接触理论和Archard磨损理论对仿真模型的接触边界条件进行设定,对磨损条件进行定义,研究共轭运动副啮合面之间的运动规律与接触力的变化规律;以多体运动仿真求解所得啮合面的运动路径和接触力峰值作为防磨合金块磨损分析的边界条件,研究不同结构形态对防磨合金块体积磨损量的影响规律。结果表明:当运动啮合稳定后,啮合面会产生沿着切向与轴向的合成方向做往复滑动摩擦运动,接触力呈现周期性波动规律;接触面不同结构形态与关键结构参数对合金块的磨损量有显著影响,采用凹双斜面结构可有效提升合金块的耐磨性。该研究可以为十字万向轴的结构优化设计及耐磨性的提高提供参考。

1000MW汽轮发电机组轴系多跨零试重动平衡技术应用分析

随着我国电力装备制造水平及高速平衡技术的快速发展,近年来新投产的大型汽轮发电机组振动故障率呈现快速下降趋势。受实验条件限制,以三大动力为代表的制造厂商在汽轮发电机组转子出厂前只对单转子进行动平衡,而汽轮发电机组的轴系实际工作状态为多转子刚性连接,多支撑同步承担的多转子高速旋转轴系。受支撑刚度和连接刚度的影响,部分转子的原动态响应特性发生变化,加之残余不平衡响应的耦合,导致若干机组在试运期间相继发生轴系多跨振动超标故障。以一台1000MW汽轮发电机组多跨轴系振动故障处理为例,从轴系布置形式、振动机理、平衡策略等方面进行论述,归纳提出多跨零试重动平衡技术,为类似故障的诊断与分析提供参考。

拖拉机多路阀软轴操纵机构分析及改进

对拖拉机多路阀软轴操纵机构进行了简单介绍,并针对拖拉机在作业过程中出现的操纵力大及舒适性差的问题,提出一种在软轴和多路阀之间增加传动机构的解决方案。此方案只需对操纵机构进行局部改动,具有改进周期短,通用性高的特点,节约了生产制造成本,且易配套推广,为拖拉机操纵力优化提供新思路。

基于多目标决策的竖井施工方案优选

竖井施工方案的选择涉及施工效率、经济性、安全性和环保性等多个关键维度。为实现这些目标的综合优化,本文首先构建了包括施工速度、单位掘进成本、施工安全性等在内的多目标优选指标体系。随后,收集各施工方案在效率、经济、安全、环保方面的指标数据作为分析样本,并运用优属度公式对数据进行归一化处理。在此基础上,提取理想最优与最劣方案的优属度向量。进一步,采用层次分析法为各项指标分配权重,并据此计算各竖井施工方案的权距优距离和权距劣距离。以最小化权距优、劣距离平方和为目标,求解出各方案的最优隶属度值。通过对比各方案的隶属度值,可确定综合最优的竖井施工方案。实践验证表明,该方法能有效指导矿山竖井施工方案的优选。

某型电机轴开裂原因

某型电机在使用过程中振动异常,停机检查发现电机轴表面存在裂纹。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、力学性能测试、扫描电镜分析等方法研究了该电机轴开裂的原因。结果表明:电机轴断口呈多源疲劳快速扩展特征形貌;堆焊工艺不当,使堆焊层硬度较低,且形成了脆性较大的自回火马氏体;在运转过程中,电机轴主要承受扭转载荷,轴表面所受应力最大,因此优先在轴表面堆焊层形成微裂纹,裂纹在扩展过程中汇聚形成多源疲劳,并在扭矩作用下裂纹呈八字形扩展,最终导致电机轴发生开裂现象。

不同搅拌方式下多壁碳纳米管对UHPC力学性能的影响研究

研究双卧轴搅拌和振动搅拌2种搅拌方式对掺入多壁碳纳米管(MWCNTs)的超高性能混凝土(UHPC)拌合物性能和力学性能的影响,结果表明,掺入MWCNTs后,UHPC的拌合物性能在双卧轴搅拌时明显降低,在振动搅拌时变化不大;采用双卧轴搅拌和振动搅拌,掺入MWCNTs均能一定程度提高UHPC的轴心抗压、弹性极限轴心抗拉及抗弯性能,且振动搅拌的效果更优;采用振动搅拌,MWCNTs掺量为0.05%时,与空白组相比,UHPC的轴心抗压、轴心抗拉及抗弯强度分别提高了3.0%、30.0%、38.0%,弯曲韧性指数I_(5)、I10、I_(20)分别增大了50.8%、71.6%、85.6%,弯曲韧性比提高了63.7%,MWCNTs具有很好的增强增韧效果。

多绳摩擦式提升机动力学特性研究

以JKMD-4.5×4P型多绳摩擦式提升机为例,基于ANSYS有限元分析软件对提升机进行模拟分析,明确正常工况条件下罐笼及钢丝绳的动力学特性,为提升机调试与结构优化提供支持。通过验证分析发现,模拟分析结果较为准确,基本与提升机实际运行时动力学特性变化曲线相符。

重型商用车传动轴布置校核及优化方法

重型商用车多采用十字轴万向节传动,传动轴十字轴布置夹角是影响传动轴总成寿命的重要因素。首先,通过对传动轴失效模式和受力情况进行分析,得出传动轴夹角过大是导致其失效的主要原因之一,然后采用多体模型与试验设计(DOE)分析方法得出动力学的最优布置角度,最后对传动轴布置硬点、连接法兰偏置距与法兰长度进行优化。优化后传动轴当量夹角明显减小,有效提升传动轴使用寿命,解决了传动轴失效问题。

应用于金属转轴监测的无线电能与信号同步传输系统优化研究

涡流损耗的存在,使得应用于金属转轴监测的无线电能与信号同步传输系统的电能传输效率和信号传输质量下降。针对上述问题,通过对金属转轴涡流损耗的分析推导,建立包含涡流损耗等效阻抗的耦合线圈电路模型,以S-S型信号注入式SWPDT系统为基础,分析其电能传输与信号传输特性,以电能传输效率和信号传输增益为优化目标,采用多目标粒子群优化算法,对系统关键参数进行优化,并根据优化参数搭建实验测试平台,结果显示该优化方案可实现金属转轴环境下46.7%的电能传输效率和250 kbit/s的信号传输速率,验证了所提优化方案的正确性与可行性。

基于LMD与AO-PNN的中介轴承故障诊断方法

针对航空发动机中介轴承受噪声干扰大、传递路径复杂导致采用传统方法难以进行故障诊断的问题,提出了一种基于局部均值分解(LMD)与相关系数-能量比-峭度准则、结合天鹰座优化算法(AO)优化概率神经网络(PNN)的中介轴承故障诊断方法。使用LMD对传感器采集的振动信号进行分解;利用相关系数-能量比-峭度准则判决筛选分解得到的PF分量,重构筛选后的信号;计算重构信号的多尺度排列熵(MPE),以构建特征向量;通过AO优化的PNN的平滑因子,将优化后的神经网络用于中介轴承的故障诊断。基于中介轴承故障试验数据对诊断结果进行了分析,结果表明:提出的方法可以有效诊断高背景噪声、复杂路径干扰下的航空发动机中介轴承的典型故障,与粒子群优化的概率神经网络方法(PSO-PNN)和传统的PNN方法相比,其诊断准确率分别提高了3.875%和8.125%,具有较好的全局收敛性和计算鲁棒性。

小型船主机齿轮箱轴匹配设计优化方法探究

通过建立小型船主机齿轮箱轴系统的动力学模型,分析齿轮箱轴匹配设计的关键参数对系统动力学性能的影响规律。在此基础上,提出一种基于多目标优化算法的小型船主机齿轮箱轴匹配设计优化方法,并通过实例验证该方法的有效性和可行性。研究结果表明,所提出的优化方法可以有效提高小型船主机齿轮箱轴系统的动力学性能,为小型船主机齿轮箱轴匹配设计提供了一种新的思路。

工业机器人传动轴振动信号多源融合GRP-SVM诊断

工业机器人传动系统的运行稳定性直接影响到使用效率,进而节约工业成本。利用高斯随机映射-支持向量机(GRP)来实现故障,达到对多源信息降维效果。综合考虑按照支持向量机(SVM)方法实施分类,设计了相应的实验方案,经验证可知上述方法满足实际可行性。研究结果表明:当样本数量达到800~2100时,获得理想的故障诊断结果。振动信号融合可以获得比Z方向更高诊断精度,获得更准确预测结果,精度达到了99.89%。该研究对提高工业机器人传动系统运行稳定性具有很好的理论支撑,易于推广开来。

498连杆组件的有限元分析

应用有限元分析技术对连杆组件进行了三维非线性分析 ,分析涉及接触和疲劳问题。用基于VonMises屈服条件引入修正的Goodman法计算构件的疲劳安全系数 ,并以云图的形式显示疲劳安全系数的分布 。

直升机动力传动系统扭转振动整体传递矩阵分析

研究了复杂多轴齿轮传动系统整体传递矩阵方法及在直升机动力传动系统扭转振动分析中的应用.首先说明了直升机传动系统传递矩阵方法力学模型,推导了传动系统中典型齿轮副啮合传递矩阵、并车级和行星级齿轮啮合传递矩阵,说明了这种具有多种齿轮副啮合的复杂多轴系统整体传递矩阵模型组集方法,最后用这种方法进行了典型直升机动力传动系统扭转振动特性分析,讨论了这种直升机动力系统振动特性的特点.

内高压成形三台阶轴过程中内压值影响的有限元分析

以内高压成形台阶轴过程中压力参数的影响为研究目标,利用大变形非线性塑性有限元方法对成形零件的壁厚和应变分布规律进行了探索。给出了不同内压条件下零件的壁厚及应变分布,并就内压对成形的影响进行了讨论。分析了不同压力对起皱和减薄等缺陷的影响,并在此基础上给出了相应的实验结果。分析结果表明,内压值的选取对内高压成形台阶轴具有重要影响,对文中台阶轴来说,30MPa的压力值是成形的最佳压力。

考虑轴承刚度耦合性和非线性的多支撑轴系有限元分析方法

针对多支撑轴系分析的难点,提出一种考虑轴承刚度耦合性和非线性的有限元计算方法。建立一种轴承单元,考虑了轴承刚度的耦合性和非线性及轴承预紧、滚子锥角等细节因素,推导得到了轴承单元刚度矩阵的解析表达式。采用考虑了剪切变形的欧拉梁单元建立轴模型,将轴与轴承模型进行组合得到系统计算模型,并采用NR法进行求解。通过算例验证,所提出的方法能够准确地计算出给定外载荷下多支撑轴系中各轴承各方向的载荷和系统的变形,且具有较高的计算效率,适用于多支撑轴系问题的分析计算。

初始内压对内高压成形阶梯轴影响的实验研究

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,实验研究了阶梯轴内高压成形中初始内压参数的作用,给出了初始内压的计算公式,完成了不同初始内压情况下的工艺实验,并对起皱、折叠等缺陷的产生原因进行了分析.研究结果表明:内高压成形过程中管坯是在轴向压应力和环向拉应力的共同作用下发生变形;初始内压的选取可参照公式(1)进行估算;对于本文的三台阶阶梯轴,初始内压以30MPa为合理,当该值低于20MPa时将发生折叠失稳,而高于40MPa时将引起成形件的破裂.

阶梯轴铸钢件的铸造工艺设计及数值模拟

对阶梯轴铸钢件进行铸造工艺方案设计,包括分型面和浇注位置的选择,各项铸造工艺参数的确定以及浇注系统、冒口、冷铁的设计。根据铸件形状与结构特点,采用中注式浇注系统,内浇道放置在轴后的端面,并用一个内浇道对铸件进行浇注。将铸件划分为4个补缩区域进行冒口设计,并配合冷铁使用来实现铸件的顺序凝固。建立铸件的三维模型,并运用ViewCast铸造模拟软件对铸件的凝固过程进行了模拟计算。初次模拟显示,在阶梯轴的凸台处与其临近连接的阶梯轴段会产生缩孔、缩松缺陷。根据数值模拟结果并结合理论分析,对铸造工艺方案进行了优化设计。通过增大冒口尺寸和高度、增设冷铁的方法,有效地消除了铸造缺陷,从而获得了合理的铸造工艺方案。