输电钢管塔相贯节点非线性分析

采用通用非线性有限元软件MSC.Marc,建立了输电铁塔平面钢管相贯节点的有限元模型,在此基础上进行了强度的非线性分析,同时考虑节点支管存在偏心时节点的受力情况,综合讨论了钢管相贯节点的力学性能,最后针对节点的设计和施工提出了一些建议.     

用线性化方法研究直齿圆柱齿轮的动态性能

首先建立了一对啮合齿轮的有限元模型,然后将用非线性方程表示的模型线性化,通过结合应用有限元理论和接触力学理论,得到齿轮的动态传输误差(eDTE)和接触力以及动态响应的关系。此方法在齿轮动态研究领域显示出了较强的优越性。由于将非线性问题转化成线性问题,避开了冗长的迭代过程,加速了求解过程。再者,在接触及其附近区域使用接触力学理论,仅用数目较少的单元就可得到精度足够的解。     

弧齿锥齿轮箱动态特性分析及辐射噪声预估

以升船机同步系统用弧齿锥齿轮箱为研究对象,综合考虑锥齿轮副刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部动态激励,建立了包含弧齿锥齿轮副、传动轴、轴承和箱体等的齿轮系统动力有限元模型,采用ANSYS对齿轮系统进行动态响应分析,得到齿轮箱的振动位移、振动速度及振动加速度;以箱体表面节点振动位移为边界激励条件,在SYSNOISE中建立箱体声学边界元模型,采用直接边界元法进行辐射噪声预估,得出箱体表面的声压云图及场点的辐射噪声。结果表明:齿轮箱动态响应及辐射噪声的峰值频率均出现在啮合频率及其倍频处。     

考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

针对CRH3型高速动车组电机吊架焊接结构,结合有限元法和刚柔耦合多体动力学法建立考虑齿轮传动系统的啮合振动的高速列车动车整车动力学模型,仿真计算得到电机吊架在列车加速和匀速运行工况下的动载荷;利用准静态应力法计算两种工况下电机吊架上危险节点的动应力,通过对比吊架上危险节点动应力的模拟计算结果和线路实测结果研究齿轮传动系统的啮合振动对车辆运行中电机吊架所受载荷及其上危险位置动应力的影响。结果表明:在齿轮传动系统啮合振动的影响下,电机吊架的动载荷及其结构危险节点的动应力显著增大,垂向振动加剧,而且动应力仿真结果与线路实测结果更接近。因此,在对高速列车结构件进行动应力仿真时,为了更准确地仿真结构振动对动应力仿真结果的影响,应该在结构件弹性化的基础上,同时考虑齿轮传动系统啮合振动的影响。     

数控车床主轴传动系统的动力学优化设计

建立了某数控车床主轴传动系统的有限元动力学模型,对主轴传动系统进行有限元分析;根据有限元分析结果,对主轴跨距变化对主轴动态性能的影响进行了动态分析,得到了主轴的最优跨距。     

基于响应面的三自由度超声电机定子设计优化

针对超声电机定子设计过程存在的定子设计模态与干扰模态分离不彻底、定子振动幅度小、定子振动时局部内应力较大等问题,提出了基于响应面模型的电机定子设计优化方法。首先,通过选取合适的定子设计尺寸作为变量,拉丁超立方抽样方法在设计空间内选取样本点;其次,对各样本点的组合得到的定子尺寸结构进行有限元分析,得到定子的模态和谐响应值从而建立定子的响应面模型;然后,利用遗传算法在响应面模型的基础上对定子进行优化;最后,使用有限元软件对优化前后的定子进行建模计算验证了优化结果的正确性。     

基于ANSYS的六自由度工业机器人模态分析

利用三维建模软件Pro／E进行六自由度机器人实体建模及装配,然后无缝导入ANSYS软件中。通过机器人模型简化和等效模拟建立有限元模型,利用有限元方法和振动理论对一个六自由度的工业机器人进行模态分析。通过对整个系统的固有频率和振型的分析,确定了整个机器人的各个轴承关节和动力传动链为系统的薄弱环节,进而通过增强这些薄弱的环节来提高机器人整体的动态性能。     

空间变化地震动下输电塔-线体系振动控制研究

在考虑输电线的几何非线性基础上,建立了输电塔-线体系的三维有限元计算模型.依据现行《电力设施抗震设计规范》,模拟生成了适合输电塔-线体系的多点地震动时程.利用质量、弹簧单元和阻尼单元模拟了调谐质量阻尼器,并对控制参数进行了优化.运用非线性时程分析方法,研究了多点地震激励对高压输电塔-线体系振动控制的影响.研究结果表明调谐质量阻尼器的减震效果显著,能够有效地减小输电塔的地震响应;仅考虑行波效应和多点激励对输电塔的减震效果影响较小,并且多点激励对输电塔的减震效果优于一致激励,但仅考虑相干效应减弱了输电塔的减震效果.     

大型抓斗卸船机起升系统钢丝绳工作特性研究

卸船机传动系统在变速变载的复杂工况下,将产生较大的动载荷并传递给钢丝绳,产生振动与疲劳.通过分析2 250 t.h-1大型抓斗卸船机传动系统的工作原理,建立起升、开闭钢丝绳的载荷谱和受力模型,并建立了钢丝绳的有限元模型,分析了钢丝绳在最大载荷作用下的静力学特性和开闭工况下动态响应,得到了钢丝绳在工作状态的应力与变形规律,为卸船机的使用、保养和维护提供了参考.     

直齿轮耦合转子系统的振动可靠性研究

为了探索随机变量对直齿轮耦合转子系统的振动可靠性的影响排序,为产品在设计阶段提供理论参考,首先,基于有限元法,建立了参数化的直齿轮耦合转子动力学模型；其次,结合随机摄动技术、可靠性设计相关理论,建立了随机响应模型和可靠性求解模型；然后,基于修正后的可靠性灵敏度计算方法,提出了针对齿轮耦合转子系统的可靠性灵敏度设计模型,研究了齿轮参数的改变对转子系统可靠性的影响；最后,在基本随机变量是混合变量的情况下,对其灵敏度进行了无量纲化,得到可靠性对各个基本随机变量的影响程度的排序.研究结果表明,对可靠性影响最大的因素为啮合角,需要严格控制.     

考虑时变刚度的齿轮振动响应仿真分析

利用MASTA软件建立齿轮传动系统实体模型,并在MASTA环境下调用ANSYS软件完成齿轮传动系统刚度有限元分析,计算得到由齿轮时变啮合刚度引起的传动误差,以此作为齿轮箱体响应分析的激励源,利用ANSYS软件对箱体进行振动响应分析,分析了时变刚度对箱体振动响应的影响.本文所采用的方法,可用于实际工程中分析预估齿轮传动装...     

一种剪式可展结构设计与动力学分析

针对机器人、空间结构等领域的应用,给出了一种三棱柱剪式可展结构的构型设计、传动方案设计及零部件详细设计。建立了考虑节点5个自由度的剪式铰单元有限元模型,对其刚度矩阵和质量矩阵进行了有效缩聚,减少了计算量;把剪式铰单元作为重复的子结构,建立了三棱柱剪式可展结构的有限元模型及其振动方程;在此基础上进行模态分析和仿真,得到前8阶固有频率及相应的振型曲线;并给出了三棱柱剪式可展结构的1阶固有频率随展开角的变化关系,为三棱柱剪式可展结构的优化设计和控制提供了依据。     

非对称渐开线直齿轮弯曲应力的有限元分析

对非对称渐开线直齿轮的弯曲应力进行有限元分析。基于Pro／ENGINEER软件建立了非对称渐开线直齿轮的参数化模型,并通过ANSYS软件建立齿轮的有限元模型。通过对有限元模型的应力分析,得到了非对称／对称渐开线直齿轮在不同啮合点处的位移和应力分布。不同参数条件下的结果表明：适当的增大工作侧压力角对于提高齿轮的传动性能是非常有利的。     

基于ANSYS的双圆弧齿轮静动力学分析

基于Pro／E平台,通过参数化方法建立了某双圆弧齿轮的三维几何模型,并利用有限元分析软件ANSYS对其进行了网格划分。对双圆弧齿轮进行静力学分析,获得了该双圆弧齿轮的弯曲应力应变图,由模态分析得到齿轮的各阶振型图,由瞬态分析得到齿轮某一节点的位移图。这些分析结果真实地反映了齿轮的受力及变形情况,有利于齿轮传动技术的完善与提高。     

引入误差情况下的环板齿轮有限元接触分析

考虑部分制造误差及安装的影响,对环板内齿的啮合传动进行了传动误差分析,将误差引入环板轮齿的实体建模中,建立考虑误差的环板内齿接触有限元计算模型,并在额定工况下,用建立的模型进行有限元接触分析,分析误差及载荷变化对齿轮接触齿对的影响,指出载荷不均是造成减速器振动的因素。     

高速旋转状态下齿轮轴系耦合的模态分析

提出了一种用ANSYS分析齿轮轴系耦合模态的新方法,以齿轮箱齿轮转动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了高速工作状态下转动轴系的有限元动力学模型。模拟某齿轮箱转动轴系实际工况,采用ANSYS中MPC方法对齿轮接触进行解算,得到齿轮低阶固有频率和主振型,并通过与静止状态下分析得到的固有频率进行对比分析,运用此方法可以在传动系统设计时避开齿轮箱啮合工作频率,避免由机械共振造成的整机故障,并为齿轮箱系统故障诊断提供理论支持。     

随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动载荷计算及统计分析

针对风力发电机齿轮传动系统在随机风作用下失效率高的问题,在模拟真实风速的基础上,建立考虑外部随机风载及内部齿轮时变啮合刚度、轴承时变刚度及综合传递误差等激励因素的风力发电机齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型,通过对动力学模型进行仿真计算,得到各齿轮副的动态啮合力和各支承轴承的动态接触力。结合有限单元法和赫兹接触理论,得到关键零部件的应力时间历程,采用雨流计数法对应力时间历程进行统计分析,得到传动系统各关键零部件承受载荷的应力谱及概率分布函数。研究结果为风力发电机齿轮传动系统的动态可靠性分析和疲劳寿命预测奠定基础。     

基于参数反求的齿轮裂纹时变啮合刚度计算方法

基于齿根应变测试技术和优化理论提出了齿轮时变啮合刚度反求计算方法,并将其应用于齿轮故障机理研究。构建了齿根动态应力与时变啮合刚度反问题模型,并搭建齿轮裂纹故障应变测试实验台来采集齿根应变;建立了相对应的有限元模型并将计算应变与测量应变代入反问题模型,从而实现齿轮啮合刚度的反向求解。计算结果表明,相比解析法和有限元法,所提方法显著提高了求解精度并且具备更高的可靠性。建立了齿根裂纹故障的齿轮系统动力学模型,通过对动力学响应进行时域及频域分析来揭示齿轮裂纹故障机理。     

基于ANSYS的汽油钻钻头有限元分析

利用CAD/CAE集成的方法完成了汽油钻钻头的CAD建模及有限元分析。首先以Pro/E为平台建立了钻头的三维参数化模型,经过模型简化以及对有限元的前处理,把所建立的三维CAD模型转化为有限元模型,并利用ANSYS对其进行有限元分析,为钻头的开发和优化设计提供了一定的参考依据。     

粉末冶金斜齿轮系统振动频率响应分析

利用有限元法建立包含齿轮副、传动轴、轴承和箱体的齿轮系统完整的动力学模型。使用有限元分析软件 MSC.Nastran计算了在齿轮动态激励下粉末冶金斜齿轮系统的振动响应,并与38CrMoAl刚性齿轮系统进行比较。