直线超声电机柔性夹持元件的设计

设计了一种带有柔性铰链的直线超声电机夹持元件,夹持元件的两边和中间带有圆弧柔性铰链。两边的柔性铰链起弹簧作用,以便施加合适的预压力;中间的柔性铰链能够消除定子装配中的附加应力,减小定子装配对定子振动模态的影响。利用有限元方法分析了柔性铰链的变形量与预压力的关系。实验结果表明,直线超声电机夹框的位移与预压力成线性关系,并与有限元计算结果一致。柔性夹持元件装配的定子没有干扰模态,两相模态一致性好,并具有线性的边界条件。     

压电主动元件设计与实验研究

为自适应调节和改善空间结构动力学性能 ,利用压电材料的正逆压电效应 ,研制了一种具有传感和驱动双重功能的压电主动元件。该主动元件由压电驱动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出和实时检测微位移和力的功能。提出了压电主动元件的设计理论 ,并给出其工作机理及组成结构。针对其关键部件——压电驱动器进行了静态实验研究 ,包括位移输出情况、重复精度和稳定性实验。实验结果表明该驱动器输出位移可达 63 .2 μm、重复精度± 0 .0 5μm、稳定性 <0 .1μm,能够用于空间可展结构的精密微位移控制     

大口径平面光学元件的磁流变加工

为了实现大口径平面光学元件的高精度加工,开展了磁流变加工技术的研究。介绍了磁流变加工原理及去除函数的数学模型。根据磁流变加工的特点,建立了元件整体加工的工艺流程,给出了元件加工的工艺要素。然后,开发了抛光斑的提取软件,并基于轨迹段划分的速度模式开发了工艺软件,分析了工艺软件的各项功能模块。最后,基于元件加工的工艺流程,对一件800mm×400mm的元件进行了加工实验。利用检测设备测得了元件的低、中、高频的加工指标,其低频反射波前PV值为34nm,中频波前功率谱密度(PSD1)值为1.7nm,高频粗糙度Rq值为0.27nm。实验显示了较好的实验结果,验证了利用磁流变加工技术实现了大口径光学元件的高精度加工的可行性。本文还阐述了磁流变加工技术在高功率激光元件中应用的优点。     

用于蒙皮外表面空气流测量的MEMS微型压力传感器

为实现飞行器蒙皮外表面空气流的分布式压力检测,设计了基于微机电系统(MEMS)技术的光学压力微型传感器。传感器敏感元件主体结构采用单晶硅的法布里帕罗标准具,并通过光纤与发光二极管和光电探测器等光学元件相连。确定了MEMS微型传感器的关键结构与尺寸,并对压力敏感膜片的变形及反射率等进行了理论计算和行为仿真,结果表明达到预期的设计目标。该传感器具有精度高、抗电磁干扰、尺寸小、耗能低等优点。     

滑枕滑鞍间隙补偿器位移输出特性理论分析及试验

为了便于调整大型龙门数控加工中心Z轴滑枕滑鞍的间隙,设计出一种基于液压致变形原理的间隙补偿装置。该装置通过调整其密封腔内的压力,使装置表面产生微变形,进而补偿滑枕滑鞍的间隙。理论分析了间隙补偿器的补偿特性,并依据机床的现有结构尺寸,研制不同材料和结构参数的间隙补偿器。理论分析和试验结果表明：间隙补偿器的变形量与密封腔内压力有显著的线性关系,线性度优秀,无明显回滞;间隙补偿器的位移特性曲线与材料、圆形薄壁结构尺寸相关;理论计算结果符合试验结果。     

压电式执行元件在高速数字式开关阀上的应用

压电式执行元件在美、日等发达国家已很流行。它是一种利用在压电材料上施加一定的电压,压电材料便会产生相应变形,利用该变形执行某种传动指令的执行元件。压电执行元件能量转换效率高,无噪声,工作可靠性及稳定性好,易于实现轻、薄、短、小化,尤其是它的响应性非常好(可达20～150kHZ),分辨率非常高(可达5nm/V),可获得极高的直线位移精度。     

传统元件的有控点共轭啮合运动几何测量法

基于对齿轮等传统动无从元件测量理论的分析，提出了可同时测量传动元件几何形状精度和传动质量的有效点共轭啮合运动几何测量法新概念，论述了该测量法的原理及特点，并介绍了几种应用实例。     

汽车轮毂柔性加工夹具的定位误差分析

定位误差分析是夹具设计过程中的重要环节,直接影响到被加工工件的加工质量和生产成本.针对所设计的汽车轮毂柔性加工夹具,提出一种夹具误差映射模型;建立了机床坐标系、轮毂加工夹具坐标系和工件坐标系,得出了夹具定位元件尺寸公差和工件位置与姿态误差之间的函数关系.在忽略其他影响因素(如切削温度、变形、刀具和机床加工精度等)对轮毂加工精度影响的情况下,以18英寸的汽车轮毂为例,由轮毂给定的加工精度,基于误差映射模型,运用MATLAB软件对汽车轮毂柔性加工夹具定位元件的尺寸公差进行了计算,得出了夹具定位元件的尺寸误差范围,对夹具定位元件公差进行合理的分配、提高夹具设计制造的效率具有重要意义.     

双悬臂梁结构弹性敏感元件的设计与应用

在双叶弹簧基础上设计制作了弹簧钢材料的双悬臂梁弹性敏感元件,并从理论上分析了元件的力学性能。采用有限元分析方法研究了元件受力变形情况,验证了理论分析的准确性和可靠性,最后对元件法向和切向刚度进行了静态标定。结果表明:该元件具有良好的输入输出线性关系;选择性改变悬臂梁的几何参数,可以获得不同灵敏度的弹性敏感元件,可广泛用于各种测微装置。     

高精度非回转类液压元件精密加工技术研究

针对液压系统中非回转类阀、泵等液压元件的高精度特点,以上阀体零件为例,采用模态分析、动态切削力分析及瞬态响应分析等方法,对上阀体加工过程的变形规律及切削力状况进行了分析,研究了不同装夹方式对零件加工质量的影响。通过改进上阀体夹具设计方案,设计制造了高精度夹具,并以此消除了加工过程产生的不平衡力和不平衡力矩,解决了上阀体加工过程中的变形及振动问题,最终实现了此类高精度非回转类液压元件的精密制造。     

弹性变形对大型球磨机轴承性能的影响

研究弹性变形对大型球磨机滑履轴承性能的影响。采用有限差分法求解简化形式的N-S方程,得出油膜压力分布和膜厚分布;借助有限元软件ANSYS分析中空轴和轴瓦的弹性变形。将变形作为油膜变化的条件,油膜压力分布作为变形的条件,进行耦合分析,得出润滑油膜厚度及压力分布。结果表明:考虑中弹性变形时计算得到的最小油膜厚度小于未考虑弹性变形时的厚度,且球磨机四块瓦的油膜厚度分布规律不同,表明中空轴和轴瓦的变形对膜厚分布规律、压力分布及最小膜厚有较大影响,设计时必须考虑弹性变形的影响,以防止出现油膜过薄导致轴承失效。     

深水压力补偿用U型波纹管疲劳寿命分析

深海用压力补偿器中弹性补偿部分的寿命很重要,用Hypermesh和ANSYS Workbench联合仿真,对其进行了非线性有限元分析,并借助ANSYS Workbench的Fatigue Tools计算其疲劳寿命。分析了影响其疲劳寿命的相关因素,为深海用多层U型波纹管的选用提供了设计指导。     

基于工件弹性变形的薄型非球曲面(玻璃)零件加工方法研究

针对传统非球曲面加工技术存在对设备依赖度高及加工效率较低等问题,研究了薄型非球曲面零件的弹性变形加工法,并基于材料弹性变形特性,将非球曲面加工转变为平面加工。通过理论计算及ABAQUS有限元仿真确定了平板玻璃工件在均匀压力及周边简支条件下的弹性变形面型,并对工件进行了弹性变形加工实验;加工面型与理论面型误差的最小均方根、峰谷值分别为1.66μm与2.80μm,验证了使用弹性变形加工方法进行薄型非球曲面零件加工的有效性。     

压裂泵泵头体弹性有限元分析

重点介绍了压裂泵泵头体在同一内压作用下,各处发生的塑性变形和产生的残余应力的大小是不一样的,利用ANSAYS软件试算的方法确定泵头体的弹性极限压力,获得了泵头体在小于弹性极限内压的压力作用下的有限元弹性模拟模型,从而发现压裂泵泵头体的危险部位在缸腔和阀腔相贯部位,能够很好地解释现场发生的泵头体开裂现象.     

圆管的弹塑性变形分析及有限元模拟

通过分析厚壁圆管施加外压的受力特点．使用ANSYS有限元软件对厚壁圆管弹塑性变形进行模拟,分析圆管的变形规律和应力、应变分布状况。对液压柔性成形的科研和运用提供有效的帮助。     

Plastic deformation in rough surface line contacts—a finite element study

The paper describes an elastic-plastic finite element (EPFE) analysis of line contact between a cylinder and rigid plane using commercial software. The range of loading demonstrates the transition from purely elastic to fully plastic contact behaviour, revealing the residual deformations and stress fields upon unloading. A multiple contact configuration was analysed in the form of sinusoidal roughness. Results obtained under elastic conditions were validated by comparison with theoretical solutions. This model was extended by replacing the sinusoidal surface with a real roughness profile. Modelling multiple contacts indicates the influence of adjacent surface “asperities” on contact pressure and residual stress distributions.     

HSK薄壁液压刀夹头夹紧扭矩的数值模拟

采用有限元法计算了HSK薄壁液压刀夹头承受均匀油压时的弹性变形量 ,预测了产生临界夹紧力的油压值和消除最大间隙量时产生的最小夹紧扭矩 ,预测结果与进口HSK薄壁液压刀夹头的设计值基本一致     

离心泵轴向力在线监控装置测力弹性元件的优化设计

对离心式旋转机械轴向力在线监控装置做了简单介绍,我后详细介绍了一种离心泵轴向力在线监控装置测力弹性元件的优化设计,为了保证测力传顺的性能,采用有限元法计算了不同结构及尺寸的弹性元件在轴向力约为３９．２２ｋＮ时的应力、应变及生趣位移的分布,在此基础上优选了最佳的弹性元件结构及最佳的电阻应变片位置,显著地提高了测力传感器的灵敏度,并通过实验得到了验证。     

基于弹性壳体模型的波箔型气体动压径向轴承静特性分析

采用有限单元法,对波箔型气体动压径向轴承的箔片建立了弹性壳体单元模型。该模型综合考虑了箔片膜效应与弯曲效应之间的耦合,更能真实地反映出波箔和平箔的变形。运用有限差分法及Newton-Raphson迭代法耦合求解Reynolds方程和气膜厚度方程,分析了轴承气膜厚度分布、压力分布、箔片变形量分布以及承载能力,并与实验结果进行了比较,证明了该方法的可行性和精确性。分析了转速、箔片厚度对轴承特性的影响,结果表明:转速上升,承载能力增大;箔片厚度小于0.2mm时,厚度的改变对轴承的影响较大。     

基于有限单元法的方形固支平膜片优化设计

针对方形平膜片在传统设计中存在的计算繁琐、效率低下和精度不高等缺陷,应用大型有限元分析软件ANSYS12.0建立了方形平膜片有限元模型,研究了主要结构参数和载荷对弹性特性的影响规律.同时对方形平膜片的优化设计参数进行了分析,并利用软件ANSYS 12.0的优化设计模块对方形平膜片的主要参数进行了优化设计,分析表明优化后...