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2014年 33卷 第4期
2014, 33(4): 469-473.
摘要
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摘要:
基于有限元技术,运用大型有限元软件MSC.NASTRAN,进行了三维建模设计。采用模态和瞬态响应分析法对喷管的动力特性进行了分析计算,得到了喷管在工作过程之中的的动态响应与动力特性(固有频率及振型),并与风洞激振频率实验进行了对比验证。结果表明:该喷管模态频率分布良好,动态特性较好,避开了主要激振频率,使喷管能有效避免产生共振。
基于有限元技术,运用大型有限元软件MSC.NASTRAN,进行了三维建模设计。采用模态和瞬态响应分析法对喷管的动力特性进行了分析计算,得到了喷管在工作过程之中的的动态响应与动力特性(固有频率及振型),并与风洞激振频率实验进行了对比验证。结果表明:该喷管模态频率分布良好,动态特性较好,避开了主要激振频率,使喷管能有效避免产生共振。
2014, 33(4): 474-478.
摘要:
分析影响弧面凸轮机构运动精度的几种误差因素,建立了含误差的弧面凸轮机构啮合的数学模型。采用微分精度分析法求得各误差因素对弧面凸轮机构运动精度的影响系数表达式,通过实例分析了各运动精度影响系数随弧面凸轮转角的变化规律。分析表明:各误差因素对弧面凸轮机构运动精度的影响相同,滚子半径误差对其运动精度的影响最大,轴交角误差对其运动精度的影响最小,啮合点位置对其运动精度的影响最不稳定,各影响系数与弧面凸轮机构基本结构尺寸因素相关。
分析影响弧面凸轮机构运动精度的几种误差因素,建立了含误差的弧面凸轮机构啮合的数学模型。采用微分精度分析法求得各误差因素对弧面凸轮机构运动精度的影响系数表达式,通过实例分析了各运动精度影响系数随弧面凸轮转角的变化规律。分析表明:各误差因素对弧面凸轮机构运动精度的影响相同,滚子半径误差对其运动精度的影响最大,轴交角误差对其运动精度的影响最小,啮合点位置对其运动精度的影响最不稳定,各影响系数与弧面凸轮机构基本结构尺寸因素相关。
2014, 33(4): 479-483.
摘要:
基于多体动力学方法,建立了计及游隙、外圈结构弹性变形、钢球和套圈接触关系的球轴承多体接触力学模型,结合自定义接触力程序,运用ADAMS计算不同载荷参数下球轴承的静态性能的变化规律。计算了联合载荷作用下钢球和套圈滚道的动态接触力,分析了球轴承的预紧力、径向力和联合载荷对钢球与套圈滚道的接触力、载荷分布角、套圈中心的相对位移和接触角等的影响,并通过理论计算进行了验证。
基于多体动力学方法,建立了计及游隙、外圈结构弹性变形、钢球和套圈接触关系的球轴承多体接触力学模型,结合自定义接触力程序,运用ADAMS计算不同载荷参数下球轴承的静态性能的变化规律。计算了联合载荷作用下钢球和套圈滚道的动态接触力,分析了球轴承的预紧力、径向力和联合载荷对钢球与套圈滚道的接触力、载荷分布角、套圈中心的相对位移和接触角等的影响,并通过理论计算进行了验证。
2014, 33(4): 484-489.
摘要:
提出一种新型3自由度空间并联机器人机构,该机构由动平台、定平台和联接两平台的3条结构不同的分支运动链组成,机构动平台具有二维移动一维转动(2T1R)自由度。通过将动平台退化为末端操作器和机构3条分支运动链排列次序的调整,演化出另外两种新型2T1R并联机器人机构,且演化后的机构末端操作器具有更高的转动性能,能实现360°回转。基于螺旋理论对所提出机构的自由度进行了分析和计算,推导出机构的运动学解析解,包括位置、速度和加速度。由于机构雅可比矩阵为单位阵,且其条件数恒等于1,故此类并联机器人为完全各向同性机构。
提出一种新型3自由度空间并联机器人机构,该机构由动平台、定平台和联接两平台的3条结构不同的分支运动链组成,机构动平台具有二维移动一维转动(2T1R)自由度。通过将动平台退化为末端操作器和机构3条分支运动链排列次序的调整,演化出另外两种新型2T1R并联机器人机构,且演化后的机构末端操作器具有更高的转动性能,能实现360°回转。基于螺旋理论对所提出机构的自由度进行了分析和计算,推导出机构的运动学解析解,包括位置、速度和加速度。由于机构雅可比矩阵为单位阵,且其条件数恒等于1,故此类并联机器人为完全各向同性机构。
2014, 33(4): 490-495.
摘要:
以自主设计的导盲机器人为实际应用背景,提出一种适用于室内导航的算法。该路径规划算法利用射频识别(radio frequency identification,RFID)系统,通过超高频射频识别系统与低频射频识别系统的联合运用实现准确定位,将可视图法与A*算法相结合,提出一种路径规划算法,在提高搜索效率的同时保证了规划路径的可行性。通过在平面障碍物环境下实验,验证了该算法的可行性。
以自主设计的导盲机器人为实际应用背景,提出一种适用于室内导航的算法。该路径规划算法利用射频识别(radio frequency identification,RFID)系统,通过超高频射频识别系统与低频射频识别系统的联合运用实现准确定位,将可视图法与A*算法相结合,提出一种路径规划算法,在提高搜索效率的同时保证了规划路径的可行性。通过在平面障碍物环境下实验,验证了该算法的可行性。
2014, 33(4): 496-500.
摘要:
设计一种新型4自由度精密微动平台,并对其静态和动态特性进行分析。在传统4-RRUR并联机构的基础上,采用替换法设计具有解耦的柔顺并联机构。采用有限元软件ANSYS对机构进行刚度和运动学分析,分析结果表明所设计的平台具有解耦的X和Y方向平动,并能实现4自由度微动。对机构进行灵敏度分析表明该柔顺机构的各个方向的位移灵敏度约为6μm/μm,说明平台灵敏。对机构进行模态分析,从振型可以看出该机构能实现4自由度方向的运动,并分析了在有和无预应力两种情况下的固有频率,两者差值范围为17.2%～52.4%,说明预应力对机构的固有频率有较大影响。
设计一种新型4自由度精密微动平台,并对其静态和动态特性进行分析。在传统4-RRUR并联机构的基础上,采用替换法设计具有解耦的柔顺并联机构。采用有限元软件ANSYS对机构进行刚度和运动学分析,分析结果表明所设计的平台具有解耦的X和Y方向平动,并能实现4自由度微动。对机构进行灵敏度分析表明该柔顺机构的各个方向的位移灵敏度约为6μm/μm,说明平台灵敏。对机构进行模态分析,从振型可以看出该机构能实现4自由度方向的运动,并分析了在有和无预应力两种情况下的固有频率,两者差值范围为17.2%～52.4%,说明预应力对机构的固有频率有较大影响。
2014, 33(4): 501-505.
摘要:
微型零件作为精密机械的重要组成部分,其定位在微小型系统中起着至关重要的作用。提出了一种V型叉-气阻尼的微型零件快速精确定位方法,V型叉实现微型零件的粗定位,阻尼实现微型零件的精确定位。然后采用图像处理的方法对其定位精度进行了分析,经过数据处理可知本方法达到了40μm的定位精度。最后分析了定位误差来源。该方法具有定位速度快,对零件无损伤,方法简洁,成本低的优点。
微型零件作为精密机械的重要组成部分,其定位在微小型系统中起着至关重要的作用。提出了一种V型叉-气阻尼的微型零件快速精确定位方法,V型叉实现微型零件的粗定位,阻尼实现微型零件的精确定位。然后采用图像处理的方法对其定位精度进行了分析,经过数据处理可知本方法达到了40μm的定位精度。最后分析了定位误差来源。该方法具有定位速度快,对零件无损伤,方法简洁,成本低的优点。
2014, 33(4): 506-510.
摘要:
基于Hertz接触理论,建立了摆线针轮啮合传动单齿对法向接触刚度模型及等效接触扭转刚度模型。在此基础上,利用有限元方法计算了摆线针轮啮合传动中同时参与接触的针齿数,建立了摆线针轮啮合传动的等效接触扭转刚度模型,应用Matlab软件编制了等效接触扭转刚度计算程序。通过算例得出了3种修形组合下的等效接触扭转刚度变化曲线,讨论了3种修形组合下各曲线的变化特征以及等效接触扭转刚度曲线与摆线轮齿廓之间的关系。
基于Hertz接触理论,建立了摆线针轮啮合传动单齿对法向接触刚度模型及等效接触扭转刚度模型。在此基础上,利用有限元方法计算了摆线针轮啮合传动中同时参与接触的针齿数,建立了摆线针轮啮合传动的等效接触扭转刚度模型,应用Matlab软件编制了等效接触扭转刚度计算程序。通过算例得出了3种修形组合下的等效接触扭转刚度变化曲线,讨论了3种修形组合下各曲线的变化特征以及等效接触扭转刚度曲线与摆线轮齿廓之间的关系。
2014, 33(4): 511-515.
摘要:
在基于有限体积法的流体仿真软件FLEUNT中,对层流状态下的液体动静压油膜-轴承这一流固耦合模型进行了数值仿真,得出了动静压轴承的温度分布情况;并进一步在有限元软件ANSYS中对轴承的热变形情况进行了分析计算。结果表明:轴承的最高温升及径向最大热变形随主轴转速和偏心率的增大而迅速增大,随环境温度的升高而减小;而供油压力对轴承热变形的影响不大。且轴承径向最大热变形值和轴承间隙在同一数量级,因此热变形在动静压轴承性能分析中不可忽略。
在基于有限体积法的流体仿真软件FLEUNT中,对层流状态下的液体动静压油膜-轴承这一流固耦合模型进行了数值仿真,得出了动静压轴承的温度分布情况;并进一步在有限元软件ANSYS中对轴承的热变形情况进行了分析计算。结果表明:轴承的最高温升及径向最大热变形随主轴转速和偏心率的增大而迅速增大,随环境温度的升高而减小;而供油压力对轴承热变形的影响不大。且轴承径向最大热变形值和轴承间隙在同一数量级,因此热变形在动静压轴承性能分析中不可忽略。
2014, 33(4): 516-521.
摘要:
针对传统降维方法中存在丢失判别信息及由高维空间原始特征张成的超曲面曲率较大时难以获取低维敏感信息的问题,提出一种基于Dijkstra算法的改进LLE(local linear embedding)转子故障数据集降维方法,即D-LLE法。在由时域、频域组成的原始特征空间中,利用Dijkstra算法具有可细致刻画出由时域、频域组成的原始特征空间的能力,结合LLE算法具备能够保持降维前后的转子故障数据集其流形保持不变的性质,据此可提取出反映转子运行状态的低维敏感特征属性。转子实验台模拟出的4种运行状态进行试验表明:优化后的特征数据集具有较好的聚类与类间可分性。
针对传统降维方法中存在丢失判别信息及由高维空间原始特征张成的超曲面曲率较大时难以获取低维敏感信息的问题,提出一种基于Dijkstra算法的改进LLE(local linear embedding)转子故障数据集降维方法,即D-LLE法。在由时域、频域组成的原始特征空间中,利用Dijkstra算法具有可细致刻画出由时域、频域组成的原始特征空间的能力,结合LLE算法具备能够保持降维前后的转子故障数据集其流形保持不变的性质,据此可提取出反映转子运行状态的低维敏感特征属性。转子实验台模拟出的4种运行状态进行试验表明:优化后的特征数据集具有较好的聚类与类间可分性。
2014, 33(4): 522-526.
摘要:
进行板料成形的全工序仿真时,常因为工具的错误定位引起板料与工具间的初始穿透,导致求解失败。先将初始板料网格向凹模网格投影,然后采用建立滑动约束面的方法进行网格光顺,能够快速计算后续工序的近似板料构形,基于近似板料构形能够获得理想的工具初始定位。结合求解器的定位功能进行工具定位调整,实现了工具的准确定位,解决了全工序仿真中的初始穿透难题。通过对现代汽车前翼子板的成形进行全工序仿真,验证了本文方法的可行性。
进行板料成形的全工序仿真时,常因为工具的错误定位引起板料与工具间的初始穿透,导致求解失败。先将初始板料网格向凹模网格投影,然后采用建立滑动约束面的方法进行网格光顺,能够快速计算后续工序的近似板料构形,基于近似板料构形能够获得理想的工具初始定位。结合求解器的定位功能进行工具定位调整,实现了工具的准确定位,解决了全工序仿真中的初始穿透难题。通过对现代汽车前翼子板的成形进行全工序仿真,验证了本文方法的可行性。
2014, 33(4): 527-530.
摘要:
通过力学性能的数值模拟实验及校准,建立了光学玻璃的离散元模型和超精密切削加工的模型,并对其微切削过程进行了模拟;分析了在不同刀具前角、切削深度及切削速度加工条件下对加工后表面裂纹形成的影响。结果表明:加工表面的裂纹数目和裂纹最大深度随切削深度的增大而增大,而随刀具前角的增大而减小;加工表面的裂纹数目随切削速度的增大而减小,裂纹最大深度随切削速度的增大而增大。
通过力学性能的数值模拟实验及校准,建立了光学玻璃的离散元模型和超精密切削加工的模型,并对其微切削过程进行了模拟;分析了在不同刀具前角、切削深度及切削速度加工条件下对加工后表面裂纹形成的影响。结果表明:加工表面的裂纹数目和裂纹最大深度随切削深度的增大而增大,而随刀具前角的增大而减小;加工表面的裂纹数目随切削速度的增大而减小,裂纹最大深度随切削速度的增大而增大。
2014, 33(4): 531-535.
摘要:
利用Hyperworks分析软件,对Z轴系统进行了稳定性分析。根据设计思想,利用Hyperworks软件,通过对其几何建模、网格划分、加载约束等问题研究,首先构建了Z轴系统结构模型。在此基础上,对Ф1 500 mm超精度非球面车磨复合机床Z轴系统稳定性进行了动力学分析和拓扑优化,获得了较满意的效果。
利用Hyperworks分析软件,对Z轴系统进行了稳定性分析。根据设计思想,利用Hyperworks软件,通过对其几何建模、网格划分、加载约束等问题研究,首先构建了Z轴系统结构模型。在此基础上,对Ф1 500 mm超精度非球面车磨复合机床Z轴系统稳定性进行了动力学分析和拓扑优化,获得了较满意的效果。
2014, 33(4): 536-540.
摘要:
针对发动机上喷油孔、高压油管等小孔内壁光整加工困难的问题,设计了一种适用于小孔内壁光整加工的新装置。阐述了液体磁性磨具对小孔内壁光整加工的机理,在此基础上分析了影响材料去除率的因素,并且通过实验验证了入口压力、外加电流强度(即磁场强度)、加工时间等因素对加工效率以及加工后小孔内壁最终表面粗糙度的影响,从而得出了优化的小孔内圆表面光整加工参数,对实施其他小孔内圆表面的光整加工有一定的指导和借鉴作用。
针对发动机上喷油孔、高压油管等小孔内壁光整加工困难的问题,设计了一种适用于小孔内壁光整加工的新装置。阐述了液体磁性磨具对小孔内壁光整加工的机理,在此基础上分析了影响材料去除率的因素,并且通过实验验证了入口压力、外加电流强度(即磁场强度)、加工时间等因素对加工效率以及加工后小孔内壁最终表面粗糙度的影响,从而得出了优化的小孔内圆表面光整加工参数,对实施其他小孔内圆表面的光整加工有一定的指导和借鉴作用。
2014, 33(4): 541-545.
摘要:
应用Dynaform仿真软件对金属板料进行了拉深过程的模拟分析,得到了压边力、拉深速度和摩擦系数对于拉深过程中板料成形速度的影响。板料成形速度决定拉深质量,在成形过程中压边力和拉深速度是可控参数,摩擦系数是在一定条件下可以干预控制的参数,同时是多参数共同作用的表现,对成形质量和模具寿命影响较大。影响摩擦系数的主要因素除材料外,还有压边力、拉深速度及润滑状态,成形速度是影响润滑状态的关键因素。
应用Dynaform仿真软件对金属板料进行了拉深过程的模拟分析,得到了压边力、拉深速度和摩擦系数对于拉深过程中板料成形速度的影响。板料成形速度决定拉深质量,在成形过程中压边力和拉深速度是可控参数,摩擦系数是在一定条件下可以干预控制的参数,同时是多参数共同作用的表现,对成形质量和模具寿命影响较大。影响摩擦系数的主要因素除材料外,还有压边力、拉深速度及润滑状态,成形速度是影响润滑状态的关键因素。
2014, 33(4): 546-550.
摘要:
实际工程中所采集的多个激励源信号之间往往存在着复杂的相关性,针对此问题,提出了一种时延平均白化的去相关方法。该方法借鉴了联合对角化思想,对白化信号的多个非零延时相关矩阵进行了平均,提取了正交解相关分离矩阵,完成了信号的去相关分离。在阐述理论依据的基础上,给出了时延平均白化去相关方法的详细分析流程。仿真信号以及实车振动信号的分析,说明了该方法对于具有复杂相关性的振动源信号具有满意的去相关分离效果。
实际工程中所采集的多个激励源信号之间往往存在着复杂的相关性,针对此问题,提出了一种时延平均白化的去相关方法。该方法借鉴了联合对角化思想,对白化信号的多个非零延时相关矩阵进行了平均,提取了正交解相关分离矩阵,完成了信号的去相关分离。在阐述理论依据的基础上,给出了时延平均白化去相关方法的详细分析流程。仿真信号以及实车振动信号的分析,说明了该方法对于具有复杂相关性的振动源信号具有满意的去相关分离效果。
2014, 33(4): 551-554.
摘要:
通过管道超声导波缺陷反射理论和检测理论,分析了超声导波与缺陷作用后的传播特性。为了对管道中缺陷信号进行辨识,利用周向压电晶片阵列在带有不同缺陷的管道中激励不同频率的L(0,2)模态导波对管道进行缺陷检测实验,研究了导波激励频率、模态转换后各模态幅值与缺陷尺寸的关系。结果表明,在缺陷截面比与信号激励频率相同的情况下,裂纹缺陷的反射系数比腐蚀缺陷的反射系数大;L(0,2)模态导波与裂纹缺陷相互作用后会产生F(2,3)模态;与缺陷同一周向位置的压电片接收的反射回波幅值最大。
通过管道超声导波缺陷反射理论和检测理论,分析了超声导波与缺陷作用后的传播特性。为了对管道中缺陷信号进行辨识,利用周向压电晶片阵列在带有不同缺陷的管道中激励不同频率的L(0,2)模态导波对管道进行缺陷检测实验,研究了导波激励频率、模态转换后各模态幅值与缺陷尺寸的关系。结果表明,在缺陷截面比与信号激励频率相同的情况下,裂纹缺陷的反射系数比腐蚀缺陷的反射系数大;L(0,2)模态导波与裂纹缺陷相互作用后会产生F(2,3)模态;与缺陷同一周向位置的压电片接收的反射回波幅值最大。
2014, 33(4): 555-558.
摘要:
采用有限元法,结合轧机实际工作情况,对轧机滑块式万向联轴器进行整体建模计算,分析出主要零件的危险部位,并找出扁头断裂的原因。在此基础上建立滑块式万向联轴器有限元参数化模型,依据等强度原则并考虑叉头成本高等因素对联轴器进行优化。优化后在叉头有足够疲劳强度前提下,扁头危险部位最大主应力降低了19.21%,疲劳寿命增加了4.3倍。优化结果表明:滑块式万向联轴器的整体承载能力和工作寿命得到了提高,从而实现了对联轴器的结构优化设计。
采用有限元法,结合轧机实际工作情况,对轧机滑块式万向联轴器进行整体建模计算,分析出主要零件的危险部位,并找出扁头断裂的原因。在此基础上建立滑块式万向联轴器有限元参数化模型,依据等强度原则并考虑叉头成本高等因素对联轴器进行优化。优化后在叉头有足够疲劳强度前提下,扁头危险部位最大主应力降低了19.21%,疲劳寿命增加了4.3倍。优化结果表明:滑块式万向联轴器的整体承载能力和工作寿命得到了提高,从而实现了对联轴器的结构优化设计。
2014, 33(4): 559-563.
摘要:
以SAE汽车模型为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法研究非光滑表面布置位置对气动性能的影响。通过对SAE汽车模型的不同位置(侧部、底部、顶部、前部、尾部)布置凹坑型非光滑表面,计算SAE汽车模型的空气阻力系数,比较光滑表面与非光滑表面的流线、速度矢量以及压力,分析非光滑表面气动减阻机理和减阻效果差异的原因,根据分析结果得到了合理且能够减阻的汽车非光滑表面布置位置。
以SAE汽车模型为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法研究非光滑表面布置位置对气动性能的影响。通过对SAE汽车模型的不同位置(侧部、底部、顶部、前部、尾部)布置凹坑型非光滑表面,计算SAE汽车模型的空气阻力系数,比较光滑表面与非光滑表面的流线、速度矢量以及压力,分析非光滑表面气动减阻机理和减阻效果差异的原因,根据分析结果得到了合理且能够减阻的汽车非光滑表面布置位置。
2014, 33(4): 564-572.
摘要:
提出基于成分数据时间序列与向量自回归模型的扩展质量功能展开方法,在车身产品开发的初期,捕捉并预测客户的个性化需求。基于层次分析方法,建立传统的质量功能展开模型;根据客户需求重要度取样所形成的时间序列特点,将单纯形空间内的成分数据转换为实域内的时间序列,并对其应用向量自回归模型进行预测;将有效的样本外预测序列转换为客户需求重要度预测时间序列,计算出设计属性的预测优先度,以指导个性化车身产品开发过程中的资源分配。
提出基于成分数据时间序列与向量自回归模型的扩展质量功能展开方法,在车身产品开发的初期,捕捉并预测客户的个性化需求。基于层次分析方法,建立传统的质量功能展开模型;根据客户需求重要度取样所形成的时间序列特点,将单纯形空间内的成分数据转换为实域内的时间序列,并对其应用向量自回归模型进行预测;将有效的样本外预测序列转换为客户需求重要度预测时间序列,计算出设计属性的预测优先度,以指导个性化车身产品开发过程中的资源分配。
2014, 33(4): 573-577.
摘要:
利用车辆动力学建模仿真软件CarSim联合Matlab/Simulink建立了电动助力转向(EPS)和半主动悬架(SAS)系统仿真模型。将车辆底盘EPS和SAS系统分为4个模块单独建模,结合CarSim系统模型,构架出一个完整的车辆模型。模型的各个模块相互独立,便于构建硬件在环仿真系统,研究EPS和SAS系统各部分对车辆操纵稳定性和行驶平顺性的影响情况。仿真结果表明:开发的EPS和SAS系统仿真模型能够实现提供转向助力和调节悬架阻尼力的作用。
利用车辆动力学建模仿真软件CarSim联合Matlab/Simulink建立了电动助力转向(EPS)和半主动悬架(SAS)系统仿真模型。将车辆底盘EPS和SAS系统分为4个模块单独建模,结合CarSim系统模型,构架出一个完整的车辆模型。模型的各个模块相互独立,便于构建硬件在环仿真系统,研究EPS和SAS系统各部分对车辆操纵稳定性和行驶平顺性的影响情况。仿真结果表明:开发的EPS和SAS系统仿真模型能够实现提供转向助力和调节悬架阻尼力的作用。
2014, 33(4): 578-582.
摘要:
建立了四轮转向车辆(4WS)的动力学模型,基于单点预瞄的驾驶员数学模型,编写了四轮转向车辆在S型道路和复杂赛车跑道行驶的闭环运动仿真程序,对比例控制策略的四轮转向车辆进行运动学和动力学进行高速动态仿真。仿真结果表明:在高速行驶下的四轮转向车辆操纵稳定性优于前轮转向车辆,系统具有良好的动态特性,更能有效地提高车辆瞬态操纵稳定性和安全性。
建立了四轮转向车辆(4WS)的动力学模型,基于单点预瞄的驾驶员数学模型,编写了四轮转向车辆在S型道路和复杂赛车跑道行驶的闭环运动仿真程序,对比例控制策略的四轮转向车辆进行运动学和动力学进行高速动态仿真。仿真结果表明:在高速行驶下的四轮转向车辆操纵稳定性优于前轮转向车辆,系统具有良好的动态特性,更能有效地提高车辆瞬态操纵稳定性和安全性。
2014, 33(4): 583-587.
摘要:
以盘式制动器为研究对象,基于PRO-E、HyperMesh等软件建立其有限元模型。通过求解计算,对盘式制动器的钳体、制动盘行了强度分析和模态分析。分析结果表明:钳体、制动盘等零部件满足强度设计要求;制动盘的8、9阶固有频率与钳体的4阶固有频率非常接近,易产生共振,引起制动器尖叫。针对制动器尖叫问题,对制动盘的厚度进行了优化分析。优化结果表明,适当的改变制动盘厚度,可避免制动盘与钳体发生共振,并且能够改变盘的振型大小,改善盘式制动器的稳定性。
以盘式制动器为研究对象,基于PRO-E、HyperMesh等软件建立其有限元模型。通过求解计算,对盘式制动器的钳体、制动盘行了强度分析和模态分析。分析结果表明:钳体、制动盘等零部件满足强度设计要求;制动盘的8、9阶固有频率与钳体的4阶固有频率非常接近,易产生共振,引起制动器尖叫。针对制动器尖叫问题,对制动盘的厚度进行了优化分析。优化结果表明,适当的改变制动盘厚度,可避免制动盘与钳体发生共振,并且能够改变盘的振型大小,改善盘式制动器的稳定性。
2014, 33(4): 588-591.
摘要:
二次调节加载系统要求具有输出稳定转矩与转速的能力,但二次调节加载系统是一个非常复杂的机电液耦合系统,受外界负载扰动影响,输出转矩与转速极容易波动。针对这一问题,在综合考虑系统液压与机械结构特点基础上,建立了二次调节加载系统数学模型。设计出了模糊解耦控制器,通过对角解耦方法实现了系统转速部分与转矩部分的解耦。设计了模糊控制器实现了系统转速与转矩的高精度控制。仿真分析验证了该模糊解耦控制器能有效控制系统输出转矩与转速。
二次调节加载系统要求具有输出稳定转矩与转速的能力,但二次调节加载系统是一个非常复杂的机电液耦合系统,受外界负载扰动影响,输出转矩与转速极容易波动。针对这一问题,在综合考虑系统液压与机械结构特点基础上,建立了二次调节加载系统数学模型。设计出了模糊解耦控制器,通过对角解耦方法实现了系统转速部分与转矩部分的解耦。设计了模糊控制器实现了系统转速与转矩的高精度控制。仿真分析验证了该模糊解耦控制器能有效控制系统输出转矩与转速。
2014, 33(4): 592-595.
摘要:
高效地建立起板形模型有利于提高板带轧制过程中的板形精度和有效实现板形控制。提出了一种基于极限学习机(ELM)的板带轧制过程中板形预测模型,不但可以简化参数选择过程,在核函数选择上可以根据训练样本值自动选择无须手动选择,而且可以提高模型的训练速度。结合铝板带四连轧机组在线实测数据进行模型训练,实现对轧制过程板形的预测且得到实验验证。本算法与支持向量机(SVM)模型预测对比,在训练样本数量较少的情况下,模型预测精度都能达到期望精度值,且具有同样甚至更高的预测精度,还具有急速的特点和更强的泛化能力。
高效地建立起板形模型有利于提高板带轧制过程中的板形精度和有效实现板形控制。提出了一种基于极限学习机(ELM)的板带轧制过程中板形预测模型,不但可以简化参数选择过程,在核函数选择上可以根据训练样本值自动选择无须手动选择,而且可以提高模型的训练速度。结合铝板带四连轧机组在线实测数据进行模型训练,实现对轧制过程板形的预测且得到实验验证。本算法与支持向量机(SVM)模型预测对比,在训练样本数量较少的情况下,模型预测精度都能达到期望精度值,且具有同样甚至更高的预测精度,还具有急速的特点和更强的泛化能力。
2014, 33(4): 596-600.
摘要:
通过对长桁中断复合材料胶接加筋板的拉伸试验和有限元模拟,研究了复合材料加筋板的破坏特性。结果表明:长桁端头有很高的应力集中,桁条被切断导致加筋板传力路线改变;试件的破坏模式为蒙皮与长桁的筋条脱粘,脱粘起始于桁条端部,并沿着蒙皮与长桁的界面扩展;基于断裂力学失效准则的内聚力单元模拟胶接界面,可有效模拟复合材料加筋板的脱粘起始和扩展。验证了改进后的加筋板明显优于参考加筋板。讨论了几何参数对结构承载能力的影响,。
通过对长桁中断复合材料胶接加筋板的拉伸试验和有限元模拟,研究了复合材料加筋板的破坏特性。结果表明:长桁端头有很高的应力集中,桁条被切断导致加筋板传力路线改变;试件的破坏模式为蒙皮与长桁的筋条脱粘,脱粘起始于桁条端部,并沿着蒙皮与长桁的界面扩展;基于断裂力学失效准则的内聚力单元模拟胶接界面,可有效模拟复合材料加筋板的脱粘起始和扩展。验证了改进后的加筋板明显优于参考加筋板。讨论了几何参数对结构承载能力的影响,。
2014, 33(4): 601-604.
摘要:
吸声系数是表征吸声材料吸声性能的一个重要参数。在待测的吸声材料近前方布置一个麦克风,声波随机入射到吸声材料,利用麦克风检测麦克风所在位置的声压,将声压利用频谱式表示,利用傅里叶变换成为倒频谱,再与入射声源声压的倒频谱进行对比,即可得到吸声材料表面的反射系数,从而得出吸声材料的吸声系数。对不同种类的吸声材料实验验证,该方法测量得到的吸声系数与用驻波管方法在所测量的在相同频率内误差不大,证明了该方法对吸声系数测量的可行性。
吸声系数是表征吸声材料吸声性能的一个重要参数。在待测的吸声材料近前方布置一个麦克风,声波随机入射到吸声材料,利用麦克风检测麦克风所在位置的声压,将声压利用频谱式表示,利用傅里叶变换成为倒频谱,再与入射声源声压的倒频谱进行对比,即可得到吸声材料表面的反射系数,从而得出吸声材料的吸声系数。对不同种类的吸声材料实验验证,该方法测量得到的吸声系数与用驻波管方法在所测量的在相同频率内误差不大,证明了该方法对吸声系数测量的可行性。
2014, 33(4): 605-609.
摘要:
高强度金属蜂窝芯的制备方法是将金属箔材滚压成为蜂窝半格结构件,然后将其胶结或点焊成为蜂窝芯。基于蜂窝半格结构件滚压成形的工艺特点,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对蜂窝半格结构件滚压成形进行有限元建模及弹塑性分析,得到了箔材成形过程中成形辊齿数对成形件形状尺寸、应力应变的影响规律。将有限元弹塑性分析结果应用于成形辊设计及制造,并将成形件的仿真数值与实验数值进行比较。结果表明:运用有限元分析来解决传统箔材滚压成形的缺陷是有效的。
高强度金属蜂窝芯的制备方法是将金属箔材滚压成为蜂窝半格结构件,然后将其胶结或点焊成为蜂窝芯。基于蜂窝半格结构件滚压成形的工艺特点,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对蜂窝半格结构件滚压成形进行有限元建模及弹塑性分析,得到了箔材成形过程中成形辊齿数对成形件形状尺寸、应力应变的影响规律。将有限元弹塑性分析结果应用于成形辊设计及制造,并将成形件的仿真数值与实验数值进行比较。结果表明:运用有限元分析来解决传统箔材滚压成形的缺陷是有效的。
2014, 33(4): 610-613.
摘要:
针对镁合金常温下塑性较差导致自冲铆接的接头缺陷,提出运用TRIZ理论进行工艺装置的创新设计。通过构建自冲铆接装置与激光辅助加热系统的技术冲突模型,给出了基于TRIZ理论的4种推荐解决问题发明原理。在分析不同发明原理的基础上,虚拟设计了一种镁合金板材激光辅助加热自冲铆接装置的设计方案。通过UG软件进行运动仿真分析,结果表明:新设计的激光辅助加热自冲铆接装置在上下极限位置没有干涉发生,从而验证了该机构的可行性及有效性。
针对镁合金常温下塑性较差导致自冲铆接的接头缺陷,提出运用TRIZ理论进行工艺装置的创新设计。通过构建自冲铆接装置与激光辅助加热系统的技术冲突模型,给出了基于TRIZ理论的4种推荐解决问题发明原理。在分析不同发明原理的基础上,虚拟设计了一种镁合金板材激光辅助加热自冲铆接装置的设计方案。通过UG软件进行运动仿真分析,结果表明:新设计的激光辅助加热自冲铆接装置在上下极限位置没有干涉发生,从而验证了该机构的可行性及有效性。
2014, 33(4): 614-620.
摘要:
双转子发动机发生转静碰摩时,会出现高低压转子组合频率(频率和、频率差),但无法区分高、低压转子碰摩。采用简化的动力学模型,讨论双转子发动机转子与机匣碰摩的情况,认为碰摩力往往是一个旋转的力,并对碰摩的三种形式进行了理论分析和数值仿真。发现高压转子发生碰摩时,会出现高压转子的整数倍频NΩH及组合频率NΩH±ΩL的频率成分;低压转子碰摩时,则会出现低压转子的整数倍频NΩL及组合频率NΩL±ΩH的频率成分。组合频率成分在转子上反映并不显著,在机匣的振动响应中则会很突出。开展了双转子碰摩实验研究,实验结果和发动机实测结果均验证了上述结果的正确性。
双转子发动机发生转静碰摩时,会出现高低压转子组合频率(频率和、频率差),但无法区分高、低压转子碰摩。采用简化的动力学模型,讨论双转子发动机转子与机匣碰摩的情况,认为碰摩力往往是一个旋转的力,并对碰摩的三种形式进行了理论分析和数值仿真。发现高压转子发生碰摩时,会出现高压转子的整数倍频NΩH及组合频率NΩH±ΩL的频率成分;低压转子碰摩时,则会出现低压转子的整数倍频NΩL及组合频率NΩL±ΩH的频率成分。组合频率成分在转子上反映并不显著,在机匣的振动响应中则会很突出。开展了双转子碰摩实验研究,实验结果和发动机实测结果均验证了上述结果的正确性。
2014, 33(4): 621-624.
摘要:
介绍了目前现行的抗疲劳设计方法,认为名义应力疲劳设计法适用于航空电子设备结构设计。通过实际设备有限元仿真分析,得到其加速度响应,根据箱体最大加速度响应处的固有频率,确定最大响应振动次数,以此判断选用何种名义应力疲劳设计方法。计算出设备耐久振动的最大应力,用名义应力疲劳判据校核其疲劳强度。
介绍了目前现行的抗疲劳设计方法,认为名义应力疲劳设计法适用于航空电子设备结构设计。通过实际设备有限元仿真分析,得到其加速度响应,根据箱体最大加速度响应处的固有频率,确定最大响应振动次数,以此判断选用何种名义应力疲劳设计方法。计算出设备耐久振动的最大应力,用名义应力疲劳判据校核其疲劳强度。
