高速动车轴箱轴承疲劳寿命计算方法

针对轴承疲劳寿命预测问题,考虑游隙和离心效应的影响,将ISO 281:2007标准计算方法与Lundberg和Palmgren计算方法开展对比研究;考虑轴承内部在轴承承受复合载荷下的载荷特征,以及滚动体的影响,将L-P和改进的L-P方法开展对比研究。基于Python编程计算含有(5+3 n)个自由度的双列圆锥滚子轴承拟静力学模型,得到动车轴箱轴承的内部载荷特征和轴承的疲劳寿命结果。结果表明:轴承内部载荷值随着轴承负游隙值的增大而增大;当列车运行速度发生变化时,轴承内部的载荷分布情况变化不大;ISO 281:2007标准方法所得寿命结果最大,且负游隙越大,L-P方法与ISO 281:2007标准方法相比所得寿命差值较大;改进的L-P方法分析计算出的寿命值最小,且负游隙大小不影响改进及未改进L-P方法所得寿命的比值。

双列圆锥滚子轴承拟静力学分析

为了研究风电设备中双列圆锥滚子轴承的拟静力学特性及寿命情况,提出了一种基于坐标向量运算的分析模型,该模型将坐标向量和旋转矩阵应用于传统的拟静力学分析,能够准确、快速得到实际复杂工况下轴承内部载荷分布和轴承疲劳寿命。通过将该模型应用于某型号3 MW风电主轴承,得到了极限载荷工况下圆锥滚子与内、外圈滚道和内圈挡边的接触载荷分布曲线,确定了极限载荷工况中不同倾覆力矩下的圆锥滚子受力曲线,并得到了轴向游隙为-0.25~0.25 mm时,轴承整体寿命变化曲线,确定了最佳寿命时轴向游隙为-0.025 mm。

基于压力动态平衡的盾构密封舱压力控制方法

针对盾构密封舱压力系统缺乏机理模型,无法实现快速准确地压力控制问题,在密封舱压力控制机理分析基础上建立了密封舱压力动态平衡的数学模型。采用离散元法对密封舱压力场进行仿真,研究刀盘开口率、埋深等因素对密封舱压力传递关系的影响,分析了密封舱隔板压力与测点压力的映射关系,定义了密封舱压力传递系数,并在此基础上提出了密封舱压力控制的参考压力值设定过程。考虑密封舱压力系统机理模型的非线性与时变特点,提出密封舱压力的双变量最优控制策略。基于土压平衡盾构密封舱压力控制试验台对所提控制方法进行试验验证,研究结果表明:控制精度与速度均能满足适应地质变化的密封舱压力系统控制要求。

一种ELMD模糊熵和GK聚类的轴承故障诊断方法

针对滚动轴承故障振动信号的非平稳、非线性特性,采用一种基于总体局部均值分解(Ensemble Local Mean Decomposition,ELMD)模糊熵和GK(Gustafson-Kessell)聚类的滚动轴承故障诊断方法。首先通过对滚动轴承故障振动信号进行ELMD分解,得到若干的乘积函数(Product Function,PF)分量和一个残差。然后,通过PF分量和原始轴承故障信号的相关性分析,选取与原始信号相关性最大的PF分量,并求取PF分量的模糊熵值作为特征向量。最终,通过GK聚类对所得的特征向量进行识别分类。通过对滚动轴承正常状态、内圈故障、滚动体故障和外圈故障的轴承四种状态分析表明,基于ELMD模糊熵和GK聚类的方法能够准确有效的对轴承故障状态进行分类识别。

海水泵的振动与模态分析

船用海水泵在工作时产生的振动噪声较大,会影响泵使用性能及危害工作人员身体健康。选择泵体、转子系统、隔离套以及外转子作为分析对象,采用有限元分析方法,利用ANSYS软件对其进行模态分析。通过模态分析得到泵的各个主要零部件的固有频率及振型。对比工作中可能产生的振动频率,确认了泵的系统产生共振的可能性非常小,保证了海水泵工作时的安全性与可靠性。海水泵的模态分析方法为后续进行泵的动力学分析及优化设计提供了参考依据。

加工42CrMo深孔中枪钻钻尖的几何参数改进

枪钻在加工42CrMo深孔时存在的主要问题有:排屑不通畅、快速磨损。经分析实际加工条件和被加工材料的特征后,修改了原有钻尖的几何参数。经过一系列实验证明:改进后的枪钻寿命提高了2倍多,提高了加工效率。介绍了所改进的钻型、实验过程和结果,并初步分析了排屑机理。

系列变螺距螺杆的设计计算

为了使罐头包装机具有柔性加工的功能并提高设备利用率,根据圆柱形罐的螺杆供送机构的原理,设计开发了可调变螺距螺杆供送机构和对应不同罐径的系列变螺距螺杆。根据对罐的运动规律要求,给出了变螺距螺杆结构参数的设计计算方法以及罐的运动规律的计算分析方法。阐明了罐运动规律与螺杆长度、罐直径、螺距、螺距数之间的关系。研究的变螺距螺杆的设计计算及运动规律分析方法适合常用的罐径系列。

不同凸形的高铁圆锥滚子轴承动态性能分析

以高铁轴箱352228型圆锥滚子轴承为研究对象,依照经验公式计算合适的凸度量,建立四种不同凸形的圆锥滚子轴承模型,并利用LS-DYNA显示动力学分析软件分析其在相同工况下的动态特性,分析具有不同滚子凸形的圆锥滚子轴承的滚子应力分布、滚子-滚道接触力、轴承内圈跳动量及滚子偏转情况。研究结果表明:合理的凸形选择可以最大限度的降低滚动体的应力集中、改善轴承的振动情况和滚子偏斜,并且面对不同的设计需求时,应综合考虑轴承的动态性能,选择最佳的滚子凸形。

基于FLUENT软件沾浆机内部流场的模拟研究

应用FLUENT前处理软件GAMBIT分别对L型浆拐沾浆机和改进型浆拐沾浆机进行建模、网格划分和边界条件的设定。基于有限体积法的流体力学数值模拟基础,利用滑移网格方法来解决运动部分的数值模拟问题,选用SIMPLEC算法来解决压力与速度的耦合问题,对以上两种浆拐沾浆机模型进行数值模拟。通过模拟结果对两种沾浆机内部流场进行对比分析,为沾浆机浆拐结构进一步的优化改进提供理论依据。

高温高压泵螺栓连接法兰设计

通过对零部件的选材及承载能力的计算分析,并考虑高温高压环境下对组件无泄漏的保持性要求,设计了法兰螺栓连接的结构。对高温环境下,螺栓应力松弛现象对系统密封性的影响进行了研究,确保高温高压泵的运行可靠。并通过具体温度压力等条件下的泵进行实例计算分析,验证了改进设计的可行性。

钻头几何形状参数对切削性能的影响

钻头和被加工材料的种类繁多,通过实验来确定不同的被加工材料与钻头几何形状参数之间对应关系的规律。用自行设计的6种不同几何形状参数的钻头,对45号钢材料进行钻孔加工实验,对钻孔时的轴向力、扭矩、切屑形状和孔的加工精度、表面粗糙度等进行了分析研究,确定了一组针对45号钢材料钻孔较为理想的钻头几何形状参数,为钻头几何形状参数优化设计提供了实验和分析方法。

基于弹流理论的风电主轴承润滑状态分析

基于Hertz接触理论,对联合载荷作用下滚子-滚道进行接触分析,同时基于弹流润滑理论,建立风电主轴承润滑状态理论分析模型;以某型兆瓦级风电主轴承为例,采用该模型研究其极限工况下滚子-滚道接触载荷和接触应力分布、最大受载滚子沿素线方向的接触应力和接触载荷分布以及滚子-滚道接触处平均速度,并分析其在极限载荷工况下的润滑状态。结果表明:由于滚子端部应力集中,油膜沿素线呈现两端薄、中部厚特征;滚子-滚道沿素线油膜厚度与接触表面粗糙度处于同一数量级,接触表面质量对润滑状态有重要影响;改善轴承的润滑状态可从轴承结构、润滑参数及加工质量等方面入手。

风电圆锥滚子轴承大挡边-滚子球端面接触分析方法

针对点接触假设的传统模型无法获得接触应力区域的分布特征参数,基于大挡边-滚子球端面接触关系和Hertz接触理论,提出大挡边-滚子球端面接触应力分布区域的理论计算模型,并用有限元方法验证模型的有效性;基于该模型分析载荷、滚子端面球半径及挡边锥度角对接触状态的影响。最后以某风电主轴承为例,建立该轴承大挡边-滚子球端面的设计图谱。结果表明：风电主轴承挡边接触状态受载荷影响明显,接触区域位置对挡边锥角变化非常敏感,滚子球端面与挡边需匹配设计。

基于Pro/Mechanica的辊压筒优化设计

微生物自动植入海绵机上的辊压筒的壁厚、壁上开孔形状、大小及密度对其成本、性能及寿命有很大影响。因此,辊压筒的优化设计是该机设计中要解决的关键问题之一。利用Pro/Mechanica模块与Pro/E的无缝集成,先建立辊压筒模型,然后再对模型进行结构分析及优化设计。通过对模型灵敏度分析、静力学分析及优化设计,得到了能够满足强度要求的质量最小的设计结果,提高了产品结构优化设计的效率,并降低了生产成本。

屏蔽泵振动噪声测试及分析

对设计制造的屏蔽泵额定工况下的振动噪声特性进行了测试,对测试数据进行处理,获得了烈度、加速度级、声压级频谱。通过对各个频谱图进行分析研究,并结合泵组的额定工作转速、叶轮的结构参数等分析了屏蔽泵产生振动噪声的主要原因。在此基础上确定了屏蔽泵的优化设计方案,事实证明改进后的泵的振动噪声性能得到了明显的改善。其研究结果对改善屏蔽泵振动与噪声现状,提高其整体动力学特性具有重要的理论与实际意义。

微钻的前角计算及其钻削试验

刀具微钻的前角是否合理直接影响微钻的钻削加工以及刀具的使用寿命,因此要对前角进行测定。通过DJCLY-92B光学测量仪对微钻切削刃上点的测量,用3次样条求出切削刃的曲线形状。钻头的前刀面是以切削刃为母线沿钻轴做螺旋运动形成螺旋槽,本文依此进行数学建模并编写Matlab程序,计算出切削刃上各点的前角,并对不同前角分布的微钻进行不锈钢钻削试验,由此可知微钻的前角分布对微钻寿命的影响。

机器学习结合视触多感知特征融合的盐渍海参等级评定方法

盐渍海参等级评定结果直接影响海参的经济价值,不同等级盐渍海参在颜色、形态和气味上很难直接分辨。现有的检测方法具有线下分散性操作以及依赖人工经验的特点,无法满足大规模生产线作业要求。为实现快速、无损的盐渍海参等级评定,本实验提出一种基于视觉、力学多感知特征融合的盐渍海参等级评定新方法。鉴于海参含盐量与质构特性的复杂关系,本实验利用构建的盐渍海参等级评定系统感知盐渍海参受力回复过程的形变图像与力学信息;通过回复过程形状变化特点与力学特征,结合机器学习算法实现盐渍海参等级评定。为精确提取与海参形状变化相关的图像特征,在传统图像处理方法基础上进行改进,建立盐渍海参轮廓动态能量图,提取基于直方图和灰度共生矩阵的纹理特征;针对力学信息,提取力学统计特征,采用单因素方差分析、主成分分析法对所有特征数据进行降维和融合,获得视触多感知融合特征,根据融合数据特点,采用遗传算法优化支持向量机建立盐渍海参等级评定模型。结果表明,特征融合后结合支持向量机模型检测效果优异,该模型的准确度(Accuracy)=1、精确率(Precision)=1、召回率(Recall)=1、综合评价指标(F1-Score)=1。一级品、二级品、合格品盐渍海参分类识别准确率可达100%。该方法可为盐渍海参等级评定提出新的思路。

基于正交试验法沾浆机浆拐结构的优化改进

按照生产工艺和设计要求,选择对沾浆机搅拌性能影响最为关键的料桶转速、浆拐形状和桨径比3个参数为变化因素,按正交方案设计了9台沾浆机模型。采用Fluent滑移网格方法对设计的9台模型进行仿真模拟,得到了各几何参数对沾浆机搅拌性能影响程度的主次顺序,并得出模型沾浆机浆拐的截面夹角为30°、桨径比为0.35为最优设计方案。

基于线激光扫描的鱼类定量切段方法

目的:实现鱼类制品前处理加工鱼肉定量切段机械化。方法:利用线激光扫描得到的鱼体轮廓数据和鱼体重量随体长的分布数据,并据此构建鱼体定重切段和等重切段的定量化分切模型,通过试验验证方法的有效性和准确性。结果:鱼体重量分布模型的预测精度>91%;给定段重为10,15,20 g时的平均绝对误差分别为0.16,0.38,1.15 g;给定段数为10,15,20段时的平均绝对误差分别为2.44,1.35,0.67 g。结论:定重切段时,切割误差随给定重量增大而提高;等重切割时,给定段数越少,切割误差越大,该方法可满足实际生产中定量切段加工精度要求。

基于BP神经网络的45~#钢表面沉积层的探究

根据BP神经网络为基础工具,利用WC-8Co电极在基体45#钢表面进行电火花沉积形成WC-8Co沉积层,建立了其工艺参数与涂层厚度和硬度之间的数学关系模型,并通过正交实验得到的试验数据验证了该模型的可预测性。同时在网络模型基础上通过已知的涂层厚度和硬度以及部分工艺参数,获得对其余工艺参数反计算的方法。