基于关键时间点的能量等效静态载荷法及结构动态响应优化

基于位移的等效静态载荷法是目前解决动态约束处理困难、计算收敛性差的结构动态响应优化问题的有效途径,针对位移等效静态载荷法的优化结果不准确、工程实用性差等不足,提出一种基于能量等效的动态载荷静态转化方法。该方法通过结构在动、静态载荷作用下能量变化关系推导,分析能量等效的基本原理,在载荷等效转化时刻识别基础上,进一步构建了基于能量等效理论的动态载荷等效静态转化的优化模型,最后应用全局优化算法求解找到了等效静态载荷,并以文献经典算例——124杆桁架结构为例验证方法的有效性和准确性;将理论研究成果应用于发动机活塞的动态优化设计中,验证了方法的工程实用性,同时为基于等效静态载荷法的结构动态响应优化设计提供了一种新的思想。     

某型车路面冲击载荷作用下瞬态动力分析

在动态环境下,为了预测人-车系统的振动响应特性及车辆乘坐舒适性,根据瞬态动力学原理和路-车-人系统间的相互作用,构建了9自由度汽车乘坐动力学模型。基于路面不平情况下的瞬态冲击载荷而引起的人-车系统不同位置的加速度响应,在ANSYS软件中进行仿真分析。仿真分析结果表明：该9自由度车型在特定的参数匹配下,在路面不平引起的瞬态冲击载荷作用时,传递到人体的加速度能快速的衰减到设计范围内,满足整车乘坐舒适性的设计要求。     

基于FEA的齿轮瞬态响应分析

在齿轮传动中,齿轮的弹性变形所引起的振动和冲击一直是齿轮啮合的动态激励之一,所以研究齿轮在时变载荷的作用下的弹性变形一直是齿轮动力学的比较重要的任务之一.本文利用PRO/E的参数化功能建立了渐开线直齿轮的模型,并应用有限元法研究了齿轮啮合时的瞬态响应;利用模态分析研究了各个参数对时变载荷作用下对齿轮的瞬态响应的影响,最后比较了齿轮在静载荷和动载荷作用下的变形的差异,为齿轮的动态设计和修型做了必要的准备.     

齿轮传动系统的动态-瞬态弹性流体动力润滑

本文给出了考虑齿轮传动系统振动影响的瞬态弹性流体动力润滑方程组及其求解方法。在瞬态弹流润滑理论的研究中综合考虑了变载荷、变曲率和变速度的瞬态效应,并被用于渐开线直齿轮的润滑问题。其中,变载荷是考虑到实际齿轮传动中所存在的系统振动所引起的动载荷,该动载荷由一个8质量、16自由度的振动方程求解而得。沿啮合点的动态-瞬态弹流润滑被作为一个时间过程作了完全数值求解。文中给出了一个算例,求得了沿啮合线上啮合时的二次压力峰及油膜厚度的变化曲线,并给出了七个特殊啮合点上的压力分布及油膜形状。     

简谐载荷作用下连续体结构位移响应拓扑优化

研究了简谐载荷作用下以结构指定位置位移响应幅值为设计目标、结构体积为约束的结构拓扑优化设计问题.利用频率响应法和模态叠加法求解结构在简谐载荷作用下的动位移响应,并对其动位移响应灵敏度进行了求解.同时,为消除动力学拓扑优化问题中易出现的局部模态现象,引入材料属性的多项式插值模型,采用了灵敏度再分配方法避免拓扑优化过程中的棋盘格现象.优化模型采用GCM算法求解,经优化算例验证,所提出的方法是可行性的.     

用静态传递误差法进行高速宽斜齿轮振动分析

本文在微机上建立并求解了渐开线宽斜齿轮单自由度非线性力学模型和动力学方程，编制了计算轮齿动载荷和动载系数的计算机程序。并将静态传递误差引入齿轮振动微分方程的求解中，为今后进一步进行宽斜齿轮的动态优化设计打下了基础     

受多点横向非定常约束梁的稳态与瞬态响应

研究受有多点横向非定常约束梁的动态响应问题。利用横向非定常约束为周期函数梁的微分代数方程的线性特点,确定出多基频周期性非定常约束激励下梁稳态响应的解析解;利用截断模态的微分代数方程确定出受有横向非定常约束梁的瞬态响应。为此,首先利用无阻尼截断模态微分代数方程的齐次形式,将欧拉-伯努利梁的等效多跨梁模态表示为简单边界条件下模态函数的线性组合,再利用得到的模态函数与位移影响函数重新将微分代数方程表示为常微分方程的形式,进而得到横向非定常约束作用下梁的瞬态响应解的积分形式。在此过程中,研究了微分代数方程齐次式的特征值及其数量、求解方法等相关问题。通过单点多频率的横向非定常约束作用的梁及多点单频横向非定常约束作用梁的算例,重点分析了非定常约束位置与基频对梁稳态响应的影响。结果表明：在欠阻尼下,两种梁模态响应的极大值均在等效多跨梁的各个主频附近;单点横向非定常约束作用响应极小值在简单边界条件梁的各个主频附近,而多点横向非定常约束作用梁响应极小值的分布比较复杂。算例也说明了所提出的方法是正确、有效的。     

基于等效静态载荷法的平面四杆机构的结构动态优化设计

介绍并推导了等效静态载荷法(ESLM),并将其应用于结构动态优化设计.通过HyperWorks软件对平面四杆机构进行动力学分析,得到了最大动应力.运用等效静态载荷法(ESLM),把动态载荷转化为等效静态载荷,进而在HyperWoks中实现了平面四杆机构在动应力约束下的的形状优化设计.动态优化设计结果为四杆机构各杆件的形状设计提供了参考,体现出了基于等效静态载荷的形状优化方法在机械结构动态优化设计过程中具有重要的理论意义和实际的应用价值.     

油膜压力测量传感器动力学特性研究

用有限元分析软件ANSYS对一种改进的测量油膜压力的传感器进行了动力学分析,包括固有振动特性分析、谐响应特性分析和瞬态响应特性分析。通过固有振动特性分析,得到振动系统的前4阶固有频率;通过谐响应分析,得到传感器在承受随时间按正弦规律变化的载荷时的稳态响应;通过瞬态响应特性分析,得到传感器在承受实际的油膜载荷作用下的响应特性。分析表明,传感器具有较高的一阶固有频率和良好的动态响应特性。     

固体润滑膜航天高速齿轮动态传动性能的研究

本论文从理论上对固体润滑膜航天高速齿轮的传动性能做了分析研究。系统分析了该齿轮结构、传动和使用的特点,建立了齿轮传动的动力学模型与运动方程。从而得出齿轮传动中振动的位移响应和速度响应。建立了固体润滑膜轮齿弹性接触问题的数学模型和齿面摩擦温升问题的热传导数学模型。详细推导出计算齿面接触带宽尺寸、轮齿上动载荷、齿面上固体润滑膜作用下的修正动载荷、各种初值与边界条件下的齿面温升、齿面温度等的理论公式。作为输入的主动轮转速、齿轮的制造与安装误差、齿轮的结构设计参数等,通过这些理论的处理,可以得出沿啮合线上各瞬时啮合点的一系列的瞬态响应。借助计算机,可以系统研究航天高速齿轮传动的瞬态特性。绘制一系列的动态曲线和图表。从中找出齿轮设计与传动性能的综合关系,寻得齿轮失效的机理和根源。对于指导航天齿轮的优化设计与试验研究有一定的参考价值。