基于泡沫铝“三明治”结构的吸能装置设计与吸能仿真分析

研究泡沫铝"三明治"结构应用于大冲击能量吸能装置的设计,给出了泡沫铝材料用于吸能装置的设计方法与步骤,设计出可吸收2.232 MJ能量的新型斜井跑车防护装置.利用LS/DYNA进行该装置的碰撞仿真分析,发现泡沫铝在高速冲击中逐层压溃,具有很好的缓冲吸能效果;在冲击过程中,瞬时吸能速率随着泡沫铝变形的加剧和结构强度的提高而增大,冲击中泡沫铝"三明治"结构出现粘结失效.

阵列波导器件封装中机器视觉系统的光源分析与设计

为采用机器视觉实现对阵列波导器件的光路对准,需要设计合理的照明方式观测到阵列波导器件的光路。介绍了照明技术,通过实验比较了不同光源照明,最终发现采用平行光从背面进行照明才能观测到阵列波导器件的光路。按照明要求设计了一种新型的平行光源,通过对光源的光照度分布进行建模仿真,仿真结果显示在光照面积固定时,采用大焦距的透镜可以得到更均匀的光照度。实验结果显示,采用新设计的光源进行背面照明可以清晰观测到阵列波导器件的光路。

一种新的小波阈值函数及其在振动信号去噪分析中的应用

研究一种新的小波收缩阈值函数用于信号的去噪分析,对比分析了硬阈值、软阈值和新收缩阈值函数的优缺点,给出了收缩阈值函数法中的阈值计算详细过程,基于虚拟仪器LabVIEW构建检测齿轮箱系统的振动与噪音检测系统,在MATLAB平台上利用收缩阈值方法开发了对齿轮箱振动和噪声信号进行去噪处理的软件,试验数据的分析表明:基于新的小波阈值函数的信号降噪分析方法去噪效果明显,且保留了原始信号的细节特征,是一种较传统经典去噪手段更为优越的方法,具有较高的实用价值。

截齿截割煤岩的LS_DYNA仿真模拟

研究应用LS_DYNA软件进行煤岩截割破碎仿真的程式与方法,对悬臂式掘进机截割头上镐形截齿截割煤岩进行仿真模拟,在hypermesh中建立有限元网格模型,调用LS_DYNA971求解器进行求解,研究不同切削角对截齿截割阻力的影响以及切削厚度与比能耗之间的关系,并与常用的截齿截割阻力公式计算结果相比较,仿真结果证明了建模方法的可行性与正确性;最后得出截割阻力最小时的最佳切削角以及切削厚度与截割比能耗之间的关系.研究工作为截齿截割煤岩的动态建模及仿真提供了新思路.

冲击载荷下的齿轮动应力变化规律数值分析

基于虚拟制造方法建立了滚剃工艺的精确圆柱直齿轮三维几何模型,并进行线外啮合冲击动态仿真分析,得到了可靠的齿轮动应力变化规律。仿真结果表明:冲击加载时,不同工况下齿根两侧最大动应力的出现位置呈对称分布;冲击载荷下,齿根最大应力大于ISO标准静强度理论值,最大应力位置比ISO标准确定的最危险截面位置偏高;冲击载荷峰值相同时,冲击时间越短,产生的动应力越大。

基于CATIAV5的圆柱齿轮虚拟加工研究

以共轭齿面包络原理为理论基础,布尔运算为方法,商用三维实体软件为工具,研究了磨前滚刀加工圆柱齿轮的计算机虚拟加工问题,利用CATIAV5的二次开发功能构建出磨前滚刀加工圆柱齿轮的虚拟仿真加工系统。对仿真系统虚拟加工的齿轮齿廓进行了曲面重构,得到了精确齿轮实体模型,通过分析模型的公法线误差,验证了该方法的正确性。为基于包络制造原理的曲面零件的数字化制造提供了一种有效方法。

准双曲面齿轮动态啮合性能的有限元分析研究

研究准双曲面齿轮动态啮合有限元分析模型的构建方法,建立了合理的有限元模型。基于接触动力学的基本理论和显式有限元分析方法,对准双曲面齿轮的动态啮合性能进行了研究,得到啮合接触冲击特性、齿面接触区域、齿面接触应力及齿根弯曲应力等在轮齿动态啮合过程中的变化规律。以转速和负载两个典型的工作条件为变量,建立对比分析模型,研究转速和负载对准双曲面齿轮动态啮合性能的影响。转速对准双曲面齿轮动态啮合性能影响显著,而负载对准双面齿轮的动态啮合性能影响则跟转速有关,随着转速的增大,相同的负载变化对动态啮合性能的影响逐渐减弱。

间隙接触碰撞副键合图建模及应用

针对间隙接触碰撞副建模及其计算比较复杂且难以求解的问题,根据间隙接触碰撞副的运动特点,将接触过程中的接触力划分为3个状态,阻尼力分为2个状态,通过引入功率结型结构,建立间隙接触碰撞副的开关键合图模型,并以槽轮机构为例,建立了考虑滚子与轮槽之间间隙的键合图模型,运用20-sim仿真软件对模型进行了仿真.仿真结果与采用ADAMS仿真软件得到的结论是一致的,验证了所提出的间隙接触碰撞副键合图模型的正确性.

含过渡曲面的准双曲面齿轮精确三维几何建模方法

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软件CATIA通过虚拟制造方法,模拟齿轮加工过程,得出齿面和过渡齿面的包络曲线族,对包络曲线族进行曲面拟合得到含有过渡曲面的准双曲面齿轮的三维几何模型。比较虚拟加工得到的齿轮三维几何模型和MATLAB中计算出的理论齿面离散点,分析结果表明:笔者给出的建立螺旋锥齿轮精确三维几何模型方法正确有效。

基于MasterCAM的三大类型五轴机床后处理程序编制方法

研究了五轴联动数控机床的结构和运动特点,分析和归纳了三大类型五轴机床摆长和轴偏距的相关定义。详细论述了MasterCAM五轴通用后处理"Generic Fanuc 5X Mill"文件的格式,提出了基于MasterCAM的五轴通用后处理"Generic Fanuc 5X Mill"文件,通过设置机床的结构特性参数,开发了适合三大类型五轴机床专用后处理程序的方法。利用VERICUT软件的仿真加工验证功能,通过构建五轴机床仿真系统、输入NC程序等步骤,实现对NC程序的模拟仿真。并利用VERICUT软件的"自动-比较"功能,对结果模型与原三维模型进行误差分析,验证所编后处理程序的正确性。此项研究工作为五轴后处理程序的开发提供了一种有效的途径。

变形条件对2124铝合金超厚板流变行为与显微组织的影响

在Gleeble-1500热／力机上进行了变形条件对2124铝合金超厚板流变行为与显微组织的影响规律的系列实验研究，得到了不同变形条件下2124铝合金超厚板高温压缩成形过程中的流变曲线。实验结果表明，2124铝合金在0．01s^-1～1s^-1范围内，高温压缩变形过程存在近稳态流变特征，近稳态流变应力随着应变速率的降低和变形温度的升高而降低。当应变速率为10s^-1时，真应力-真应变曲线出现锯齿状，说明合金发生动态再结晶现象。利用OM和TEM分别研究了变形温度、应变速率、应变量对2124铝合金高温压缩变形显微组织的影响，在此基础上，分析并建立了2124铝合金热压缩变形发生动态再结晶的临界条件。

摆动导杆机构键合图建模新方法

研究摆动导杆机构的键合图建模问题,提出一种虚位移原理与键合图相结合的摆动导杆机构建模新方法。该方法根据杆件的几何关系,确定单个杆件质心的运动规律与旋转副或滑动副的关系,运用多通口转换器建立包含旋转副或滑动副的杆件键合图模型,以杆件的旋转副或滑动副为链接点将各个杆件的键合图模型进行拼装,得到摆动导杆机构键合图模型,仿真计算验证了方法的正确性。该方法简化了现有的键合图建模过程,为复杂平面连杆机构键合图建模提供一种新方法。

含非线性摩擦系数的单自由度颤振系统全局动力学行为数值研究

摩擦系数模型取更具普适性的Stribeck非线性模型,基于事件驱动理论,利用C与Matlab联合仿真的方法开发了干摩擦颤振问题的快速求解程序。给出改进的胞映射算法,对含非线性摩擦的单自由度摩擦颤振系统的演化过程及其全局性态进行数值分析和研究,得到系统在任意的初始状态下的响应特性、系统收敛域的数值计算分析结果。分析结果表明:在激励速度vb不断减小的过程中,系统的稳定解由稳定的平衡点转变为稳定的极限环,并依次出现颤振、粘滑等非线性动力学现象;在整个相平面内,系统的收敛特性不发生改变,总是收敛于同一稳定的奇点或同一极限环。

高环烷烃铝材轧制基础油氧化安定性能的研究

选用环烷烃含量不同的两种低硫、低芳烃铝材轧制基础油,在GCMS-QP2010型气相色谱质谱联用仪上分析了它们的化学组成,并采用紫外分光光度法测定其芳烃含量,在SH0206变压器油氧化安定仪上测定油品的氧化安定性,运用红外光谱分析法测定油品氧化前后官能团的变化。结果表明,高环烷烃基础油的氧化安定性较差,在氧化过程中产生了酸和酯等化合物;将酚类抗氧剂和金属减活剂添加到高环烷烃基础油中能明显提高油品的氧化安定性,且两种抗氧剂复配具有良好的协同作用。

某新型全板簧式连铸结晶器振动装置运动建模与分析

研究某进口连铸机中的新型全板簧式结晶器振动装置运动特性,基于机构学、材料力学理论建立全板簧式结晶器振动装置的等效连杆和等效弹簧机构模型,使用Simulink仿真软件对2种等效机构进行运动学仿真.通过仿真结果的比较分析,验证了全板簧式结晶器振动装置机构模型建立与运动特性分析的正确性.研究工作为连铸机全板簧式结晶器振动装置的设计与分析提供了方法与技术积累.

齿轮传递误差计算新模型

提出了传递误差计算的概念模型和力学模型,基于模型推导出了传递误差与齿轮制造误差、受载变形、动载荷、齿轮几何参数等的关系式。

加载螺旋锥齿轮接触轨迹变化规律的研究

螺旋锥齿轮的接触轨迹直接反映传动质量,基于加载接触有限元分析原理,给出螺旋锥齿轮有限元加载接触分析模型的构建方法,取一对三齿螺旋锥齿轮模型,研究在轻载和重载情况下轮齿的接触力变化情况,得到载荷对接触轨迹及传动误差的影响规律,为高质量弧齿锥齿轮传动提供了一种设计方法与手段。

干摩擦力的键合图建模方法及应用

干摩擦力具有间断的不连续的非线性特性,为了建立全面反映干摩擦力的键合图模型,将干摩擦力分为5个基本的开关状态,引入开关类量的键合图建模方法,运用功率结型结构(简称SPJ)概念,提出一种新的干摩擦力键合图建模方法和键合图模型.新模型不仅可以完整表达干摩擦力在各个状态的运动特性,而且其因果关系在系统处于任何运动状态时均保持不变,以弹簧-质量-阻尼系统为例,运用干摩擦力的新模型建立了该系统的键合图模型,并提取出其状态方程,通过与传统方法建立的状态方程相比较,验证本文提出的建模方法正确可行.

一种矿车超速感应机构的键合图建模与仿真研究

基于键合图理论,建立一种矿车超速感应机构的键合图模型.在20-sim仿真软件环境下,建立混合仿真模型,进行动力学仿真,得到超速感应机构的滑芯位移曲线图和转动角速度曲线图.仿真结果表明超速感应机构的滑芯能够在临界速度下甩出足够的长度以触发后续的制动装置,验证了超速感应机构设计合理.研究工作为机构的动态设计与分析提供了一种可借鉴的新方法.

惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合特性的影响研究

根据动力学原理和Lagrange乘子约束,考虑惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合分析的影响,提出一种新的有限元分析模型,分析惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合特性的影响规律。计算结果表明,随着惯性载荷增大,齿面接触力也随之增大;惯性载荷对于啮合区宽度、齿面接触应力及最大应力位置均有影响。因此,惯性载荷对于螺旋锥齿轮动态啮合分析是必须考虑的因素。