影响缓冲器性能的变参数分析

就带摩擦阻尼装置的弹簧式缓冲器中环形弹簧的刚度、预压力和阻尼摩擦装置的阻尼摩擦力三个主要参数的变化,研究其对缓冲器性能的影响,并采用MATLAB软件得到仿真曲线,为研究高性能带摩擦阻尼装置的弹簧式缓冲器提供参考依据。     

O形线性缓冲器有限元分析与应用

针对一类无法使用液压或橡胶缓冲器的机械冲击场合,提出采用一种线性特性好、体积小、刚度高并且结构简单的O形弹簧代替普通机械弹簧做缓冲器.分析缓冲器机构的动力学模型,并就O形弹簧与普通圆柱螺旋弹簧、碟形弹簧的性能进行对比分析.结果表明,O形弹簧具有体积小刚度大的特点.建立O形缓冲器有限元力学分析模型,对不同几何尺寸的缓冲器的静载强度和屈服极限进行数值分析,并使用TableCurve 3D软件对结果做数值分析,得出缓冲器几何尺寸与弹簧刚度之间的关系.结果表明,增加O形线性缓冲器刚度的最有效方法是增加缓冲器壁厚,而不是增加缓冲器宽度或减少缓冲器外直径.对比有限元仿真结果与试验结果,两者吻合较好,证明了有限元方法的有效性.     

摩擦阻尼变刚度弹簧缓冲装置动力建模及仿真

为进一步提升弹簧缓冲器缓冲效果,提出一种弹簧串联变刚度且带摩擦阻尼的新型缓冲器。建立摩擦阻尼变刚度弹簧缓冲器数学模型,推导摩擦阻尼变刚度结构振动的解析表达式,比较相同初始条件下变刚度结构与定刚度结构的缓冲效果,并进行全炮系统Adams动力学仿真,验证数值计算结果,且对不同摩擦阻尼下缓冲器的缓冲效果进行数值计算,计算分析摩擦阻尼对缓冲效果的影响。结果表明,在相同的缓冲位移下,变刚度结构对比于定刚度结构,后坐力减小7.64%,并且动力学仿真结果与数值计算结果误差仅在1%左右,验证了数值计算结果。此变刚度结构对于武器和其他动力装置的高效缓冲有一定的指导意义。     

地铁车辆连挂冲击非线性动力学模型

在考虑车钩缓冲器非线性刚度和阻尼、车辆轮轨之间摩擦力的情况下,建立编组列车连挂冲击的非线性模型。根据试验结果,确定了缓冲器的非线性刚度和阻尼,并将数值仿真结果与试验结果进行比较,证明了模型的正确性。使用数值仿真方法,分别研究六车编组、二车编组列车的连挂冲击特性。研究结果表明,车辆连挂碰撞时,冲击分界面处的缓冲器的冲击力、压缩行程最大;不同数量的车辆编组碰撞冲击时,最大冲击力不但存在差异,而且,缓冲器的压缩行程、吸收的能量也不相同;距离冲击分界面较远的车辆之间,可以配置容量较小的缓冲器。     

双弓形非对称少片钢板弹簧的非线性有限元分析

建立了一种双弓形两片式非对称的变截面钢板弹簧的模型。考虑钢板弹簧在实际工作过程中,空、满载弧高变形量大,以及各簧片之间的摩擦和接触等因素,利用有限元软件HyperMesh和ABAQUS联合对这种钢板弹簧的静态特性进行了非线性分析。仿真结果与实际的刚度试验的结果相比误差为4.18%,从而验证了该模型的可信度。在此可信度的基础上,分析计算得出了片间不同摩擦力对该钢板弹簧刚度以及迟滞性的影响,结果表明:摩擦力的增大可以增大钢板弹簧总成的平均刚度,减小钢板弹簧的迟滞性。     

调车冲击工况下MT-2车辆缓冲器容量需求数值模拟?

根据调车冲击车辆受力特点及缓冲器工作机理,构建车辆冲击动力学模型和详细的摩擦式缓冲器模型,开发重载列车冲击仿真系统,分别研究了不同车辆编组连挂数量、不同车钩间隙、不同车辆总重、不同冲击速度及不同车体刚度对缓冲器容量需求的影响。结果表明:调车冲击时,冲击车与被冲击车碰撞冲击面处缓冲器容量需求最多,且在0mm车钩间隙下3车冲3车时该值达到最大值,而后缓冲器容量需求不随车辆编组数量增加而增大;车钩间隙对缓冲器容量需求影响较大,随车钩间隙增大缓冲器容量需求呈非线性减小;车辆总重和调车冲击速度是影响缓冲器容量需求的主要因素,缓冲器容量需求分别与车辆总重和速度平方成正比;车体刚度对缓冲器容量需求影响较明显,在考虑车体刚度影响情况下,缓冲器容量需求比未考虑车体刚度影响平均小8.8%。表明缓冲器容量的确定应综合考虑各种因素的影响且至少满足0 mm间隙下3车冲3车的容量需求。为重载列车缓冲器容量的确定和新型缓冲器容量的设计提供理论依据。     

LUDV多路阀中压力补偿阀的仿真分析

为了研究分析LUDV多路阀中的压力补偿阀,介绍了压力补偿阀在系统中所起到的关键作用,在AMESim环境下建立了仿真模型,并进行了仿真分析和试验验证.研究结果表明:试验结果验证了仿真建模的准确性;压力补偿阀LS腔增加小刚度弹簧,能够减弱液压冲击,适当增大阀芯内节流孔直径可在不影响其响应速度的前提下减弱液压冲击.     

车用膜式空气弹簧静特性试验研究

以Firestone 1T15M-2膜式空气弹簧为基础,建立了空气弹簧静特性试验测试系统,利用试验的方法获取了空气弹簧的变形量与载荷、变形量与内压、变形量与有效面积的静特性曲线.分析试验结果表明,空气弹簧静刚度随气囊内气压的增大而线性增大;膜式空气弹簧在变形较小时,其刚度基本呈线性,当变形量加大,刚度非线性明显.以空气弹簧平衡位置为中心的60mm振动行程范围内,空气弹簧有效面积基本保持不变,当弹簧变形超过此行程,弹簧拉伸阶段,有效面积迅速下降,弹簧压缩阶段,有效面积迅速增大.在同一弹簧高度下,弹簧初始内压的变化对空气弹簧有效面积的影响不大.     

舰炮后坐力试验装置强冲击特性仿真分析

介绍了舰船后坐力试验装置的工作原理,分析了试验装置冲击过程的动力学特征及缓冲器内部超高压力的工作特性。应用动力学仿真软件ADAMS,建立了该装置的动力学模型。针对缓冲器内部超高压力的工作特性,利用多学科仿真软件AMESim所具有完善的气动学仿真功能,求解了缓冲器内部超高压力与压缩位移之间的对应关系,完善了试验装置的动力学模型。最后,对缓冲器的冲击特性进行了仿真分析及试验测试,缓冲器内部超高压力的实测数据与仿真数据吻合程度良好,验证了所建立的动力学模型的正确性,为试验装置冲击特性的参数设置打下了良好的基础。     

卡车钢板弹簧的动态特性仿真与试验研究

为了探索卡车钢板弹簧的动态刚度特性仿真分析的研究方法,采用了ANSYS仿真分析软件与台架试验两者相结合的方法,重点研究了钢板弹簧的静态刚度特性与动态刚度特性,得到相应的力学特性曲线,同时也分析了片间摩擦因子对卡车钢板弹簧静态刚度的影响。研究结果表明:通过有限元仿真数据与台架试验数据的对比分析,两者吻合的比较好,相对的误差均小于6%,这充分说明运用ANASYS的仿真分析方法是非常有效的,可用于钢板弹簧的动态刚度特性的研究。     

MT-2缓冲器初压力理论计算

通过分析MT-2缓冲器在装车以后缓冲器各主要元件位移量间的几何关系,并推导此缓冲器阻抗力计算公式和结合落锤实验数据,得出其初压力的理论计算公式,并反推静摩擦系数、分析几何接触角对初压力的影响。研究发现,考虑复原弹簧力与否所得出的初压力是有一定差距的。在精确计算初压力时,最好把复原弹簧力考虑在内。不论是否考虑复原弹簧力,初压力都分别随静摩擦系数、各几何接触角的增加而增加。另外,各几何接触角对初压力的影响是不同的。     

摩擦对滚-磨工艺齿轮齿根应力的影响

采用有限元法研究了齿面摩擦力对滚．磨工艺制造的、齿根部有沉切的齿轮齿根应力的影响。结果表明：摩擦对滚-磨工艺齿轮齿根应力的影响不容忽视，考虑摩擦时，齿根最大拉、压应力随摩擦因数的增大而增大，其中最大拉应力增加的幅度比最大压应力大，当摩擦因数从0增大到0．2时，齿根最大拉应力增加比率为19．08％，晟大压应力增加比率为3．16％；有沉切时齿面摩擦力对齿根弯曲应力的影响比没沉切时要大。     

Comparison of frictional properties of gear oils in boundary and mixed lubricated rolling–sliding and pure sliding contacts

The friction responses of five fully formulated gear oils including mineral and synthetic oils were studied. This article examines the impact of contact motion types (rolling–sliding and pure sliding) and contact pressure on boundary and mixed friction properties of the selected gear oils in MTM (minitraction machine) and SRV (Schwing-Reib-Verschleiss tribometer). Mineral oils are found to be less affected by contact pressure compared to synthetic oils. Gear oils that show adsorption appear to be less sensitive to contact motion type in mixed lubrication while behave much more sensitive in boundary lubrication regimes. The ranking of gear oils for mixed friction was similar regardless of contact motion types at low contact pressures while differ at high contact pressures.     

弹簧比压对机械密封性能影响的分形分析

在考虑磨损引起端面表面形貌变化的基础上,引入分形理论分析了弹簧比压对平衡型机械密封泄漏率和端面摩擦特性的影响,并针对GY-70平衡型机械密封进行了试验研究。理论分析和试验结果表明,尽管弹簧比压的变化有时不足以改变机械密封的端面摩擦状态,但随着弹簧比压的增大,摩擦副之间的润滑介质已相对减少,端面摩擦特性逐渐恶化。机械密封存在一最佳弹簧比压,不同的工况条件下,最佳弹簧比压是不相同的。正确选择弹簧比压是实现机械密封长寿命低泄漏率的关键。     

INVESTIGATION INTO EFFECT OF SPRING PRESSURE ON PERFORMANCE OF BALANCED MECHANICAL SEALS

The loads acting on the sealing elements of balanced mechanical seals are analyzed. When the balance factor approaches the back pressure factor, the spring pressure will become main part of the face pressure. The leakage model of balanced mechanical seals is established on the base of M-B model for rough surface. Several GY-70 type balanced mechanical seals are tested. The influences of the spring pressure both on the leakage rate and on the friction characteristic of balanced mechanical seals are investigated. The research results indicate that as spring pressure increases, both the clear-ance between two end faces and the leakage rate will decrease, and the friction will be more serious because lubrication medium between the rotating ring and the stationary ring reduces, though the increase of the spring pressure may not be enough to change the face friction state of mechanical seals. There exists an optimum spring pressure for mechanical seal operation. Under this spring pres-sure, not only leakage rate is small, but also the seal end surfaces have a fine friction characteristic. Under different operating conditions, identical type mechanical seals may possess different spring pressure. Appropriate selection of spring pressure is valuable to realize long-period and small leakage rate operating of balanced mechanical seals.     

直齿轮传动非牛顿流体瞬态弹流润滑研究

综合考虑润滑流体的非牛顿特性以及齿轮传动的瞬态效应，采用Bair-Winer粘塑模型推导了非牛顿流体雷诺方程，建立了非牛顿流体瞬态弹流润滑模型；进行直齿轮传动非牛顿流体弹流润滑数值分析，获得了齿轮传动沿啮合线的油膜压力、油膜形状以及摩擦因数的分布。结果表明：在非牛顿流体工况下，油膜厚度、油膜压力以及轮齿表面摩擦因数均有所降低,因此在齿轮弹流润滑研究中应考虑流体的非牛顿特性的影响。     

塑料与钢制齿轮啮合的弹流润滑研究

在油润滑条件下，对改性聚醚醚酮塑料齿轮与钢制齿轮啮合时的弹流润滑机理进行了数值模拟研究，并将计算结果与钢制齿轮副的接触点压力、润滑膜厚等进行了对比。结果表明，塑料与钢制齿轮的啮合点处存在弹流润滑油膜，且油膜要比钢制齿轮间的啮合油膜要厚；塑料对钢齿轮啮合点处的最大和中心油膜压力都比钢对钢齿轮的啮合压力明显降低。     

Study of the static coefficient of friction of fishing cordage on a friction gear drum

Fiction interaction of fishing cordage and a friction gear drum under the preliminary displacement on the contact arc by 40–720° is studied. In all experiments, similar pressure of the cordage on the drum surface is ensured. Formulas for the static coefficient of friction are obtained for any angle of the contact arc. The results make it possible to increase the accuracy of calculation of the pulling characteristics of friction gear mechanisms.     

超低温弹簧蓄能密封圈密封性能及试验研究

为研究往复运动弹簧蓄能密封圈的低温特性，通过构建等效弹簧建立二维轴对称模型，采用ANSYS分析弹簧蓄能密封圈在常温环境下装配和介质加压、由常温到低温过程中及低温加压过程中夹套的应力和摩擦力的变化。结果表明：常温和低温下夹套内外唇口为主要承压区，内外唇口的应力、接触压力、接触宽度和摩擦力随压力升高而增大；低温下的接触压力比常温下大，但接触宽度比常温下小，且摩擦力是常温下的2~3倍。仿真结果表明弹簧蓄能密封圈在常温和低温下具有良好的密封性能，通过常温氦气、低温液氮下的密封性能试验，验证了仿真分析结果的正确性，同时也验证了该弹簧蓄能内密封圈在常温和低温下良好的工作性能。     

渐开线直齿轮瞬态微观热弹流润滑分析

考虑了瞬态效应、轮齿表面油膜温度场和轮齿表面纵向粗糙度等因素,对渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑问题进行研究。载荷由双齿或单齿承担,根据实际载荷谱简化的轮齿载荷曲线,利用压力求解的多重网格法和弹性变形求解的多重网格积分法以及温度求解的逐列扫描技术,得到渐开线直齿轮瞬态微观热弹流润滑问题的完全数值解,讨论了轮齿间油膜的厚度、压力、温度沿啮合线的变化规律。数值计算结果表明,齿轮表面纵向粗糙度对轮齿间油膜的压力、膜厚、温升都有较大影响。考虑轮齿表面粗糙度后,油膜压力和温升明显增大,并随压力的增加而影响越来越显著,粗糙峰使油膜压力分布和温度分布产生振荡,轮齿表面的粗糙峰对摩擦因数影响较小,摩擦因数和最高温升在节点两侧最大。