风电齿轮传动系统动力学方程与模态振动特性分析

本文利用相关参数对齿轮传动系统的固有特性与相关激振频率的共振区进行分析。分析表明:系统的低阶固有频率主要表现为与转动频率振动区重叠,系统中的高阶固有频率主要表现为中间轴和高速轴轮系的啮频共振;当系统的固有频率在共振区时,将引起系统的共振,影响系统的正常运行,研究结果将为风电机组齿轮传动系统的设计提供可靠的依据。     

机电集成电磁蜗杆传动系统参数振动响应

针对机电集成电磁蜗杆传动系统中啮合磁极数的周期性变化规律,推导了电磁啮合刚度傅里叶级数形式的表达式,建立了该机电耦合系统参数振动模型及其相应的线性时变微分方程。采用多尺度法推导了该系统自由振动近似解析解,给出了系统包含固有频率及固有频率与啮合频率的组合频率成分的自由振动、主共振、组合共振时域及频域响应曲线。结果表明：系统发生组合共振时的主导频率为系统的固有频率,系统的组合共振振幅随谐波次数增大而递减。     

机电集成超环面传动系统三重内共振

机电集成超环面传动系统是集机、电、控制于一体的新型广义复合机电耦合系统。针对派生系统多阶固有频率之间接近倍数关系时系统存在内共振现象的问题,建立了包含多重内共振的非线性振动微分方程组。采用多尺度法得到了系统自由振动时域响应曲线,研究了外加激励频率接近派生系统固有频率时的系统振动特性。研究结果表明:内共振的存在使得能量在各模态间相互传递,与不存在内共振的系统相比,各零部件的振幅瞬态衰减速度减缓;当外加激励频率接近派生系统固有频率时,系统各零部件的振动幅值较大,且存在振动中心的偏移。内共振使得系统非线性行为更加复杂,存在更多的共振区域,在系统参数设计时应避免存在内共振。     

发动机附件机匣振动分析与故障排除方法

针对典型的发动机附件机匣振动超限情况,分析PULSE振动分析仪采集的振动信号,确定了固有频率共振是引起发动机附件机匣振动超限的主要原因.应用锤击法进行的试验证明,固有频率共振是由振动传感器、振动支架安装到发动机附件机匣上以后产生的,4轴对应的齿轮啮合频率振动激发了系统固有频率共振,使其振动超限.工程上采取两种方法降低附件机匣振动,一是在振动支架上安装辅助重物改变系统固有频率,避免产生固有频率共振;二是调整发动机附件机匣安装状态,降低基础振动水平.     

考虑压力脉动的消防水炮自适应炮头射流系统参数振动研究

消防水炮自适应炮头可根据流体压力和流量变化自动调整炮口开度,从而显著提升其射流性能。考虑自适应炮头射流系统中流体的压力脉动,结合流体体积弹性模量与刚度间的关系,建立基于时变流体刚度的射流系统参数振动动力学模型,采用多尺度法推导脉动激励频率接近射流系统固有频率和固有频率与脉动频率的组合频率时的共振响应公式,分析射流系统的主共振和组合共振响应。结果表明射流系统发生主共振响应时,激励频率占主导成分,且接近一阶固有频率时系统共振幅值最大;射流系统发生组合共振响应时,激励频率与流体刚度波动频率的组合频率对系统响应的影响与流体脉动频率有关;主共振和组合共振将恶化系统的动力学行为。本项研究可为深入探索自适应炮头射流系统的动力学特性,优化不同工况环境下的设计参数提供理论依据。     

往复压缩机管道系统气柱固有频率研究

往复压缩机管道系统中气柱的共振是引起管道振动的主要原因之一,因此研究管道系统气柱固有频率对避免气柱系统发生共振具有重要的理论意义和工程实用价值。通过实验和数值分析的方法:比较了频响函数法和传递矩阵法在计算气柱固有频率时的优劣,发现频响函数法更切合于实际;研究了流量对不同管管路系统气柱固有频率的影响,得出流量对含孔板等阻力元件的管道系统气柱固有频率有直接影响,而无阻力元件的管道系统气柱固有频率不受流量的影响;结合空冷器的设计原理提出了空冷器作为管道系统中特殊管路元件时的参数化模型即当量管长和当量直径,并通过实验和数值模拟验证了参数模型的合理性。     

卫星飞轮隔振系统频率漂移诱发低频共振现象

建立了卫星飞轮隔振系统的力学模型,研究了在弹性支撑下飞轮转动与进动共同作用下飞轮隔振系统的固有频率变化规律。通过理论分析得出,飞轮逆向进动频率与飞轮转动分频在低频段交汇,会诱发隔振系统的低频共振。进行了飞轮隔振系统的动力学试验,验证了系统的固有频率存在频率漂移现象,同时证明飞轮在高转速下会诱发系统在低频区域的共振。提出了增加系统阻尼的方法来抑制低频共振现象,试验表明,该方法可有效减缓频带漂移诱发的低频共振问题。     

往复式柱塞泵输液系统管道振动分析

对实际应用管道进行了简化,分析了管道系统振动的原因,阐述了矩阵转移法的基本原理及应用范围,应用MATLAB进行了分析计算。最后得出振动原因为液柱固有频率跟管道固有频率接近,二者产生共振,从而引发管道共振,也从工程角度验证了矩阵转移法在解决复杂管系液柱固有频率的正确性及有效性。     

水力式升船机液压系统管道共振分析

升船机液压系统的管路共振,严重威胁升船机工作的稳定性及安全性.现采用AMESim和Ansys软件共同对管道共振进行评估.利用AMESim软件对承船厢液压系统进行建模仿真,并验证其仿真结果的准确性,进而得出液压管道内部压力曲线及压力幅频特性曲线.再用Ansys软件对液压管道进行模态分析,得出管道的固有频率.通过比较管道内部压力幅频特性曲线和管道固有频率,得出液压管道不会发生共振,验证了承船厢液压系统管道布局设计的合理性.     

悬垂缆线的非线性振动

研究了在曲线平面内受到简谐激励力作用下的悬垂缆线的非线性振动。用Hamilton原理导出悬垂缆线面内运动的非线性偏微分方程。通过假设悬垂缆线的挠度曲线,运用Galerkin方法将偏微分方程转化为常徽分方程．用多尺度法研究悬垂缆线的主共振、超谐波共振和次谐波共振,得到了系统的定常周期解,平均方程和幅频曲线。研究了非线性对幅频曲线的影响和定常运动的稳定性。研究表明,由于非线性,系统不仅有激励频率接近固有频率的主共振,而且还会出现激励频率接近固有频率整数倍或分数倍的次谐波共振和超谐波共振。     

基于杠杆模式施载的圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床研制

采用圆弧刃光栅刻画刀具,实现在线换刃技术是解决光栅刻画刀具使用寿命问题的一种有效的途径。在线换刃圆弧光栅刻画刀具对刃口质量及精度要求高,刃磨制作工艺难度大,且国内外市场几无此类刃磨设备,需要自行设计制作圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床。在圆弧刃光栅刻画刀具刃磨试验设备设计制作及圆弧刃光栅刻画刀具刃磨制作工艺研究基础上,针对圆弧刃光栅刻画刀具的刃磨特点,设计新型的基于杠杆模式施载的圆弧刃光栅刻画刀具刃磨机床;根据传统机床的设计程序,对刃磨机床的功能、总体设计及详细结构设计展开研究,并对施载与微进给机构进行了振动分析,排除了出现共振的可能性。最后完成了该机床的机械装调,并刃磨制作一把圆弧刃光栅刻画刀具,其定向角∠D=63°,刀尖角∠J=90°,刃圆半径R=8.56mm,在460倍体视显微镜下观察无崩口等缺陷,刃口弧线清晰可见。刀具检测及观测结果表明,所设计的圆弧刃刀具刃磨机床适用于圆弧刃光栅刻画刀具的刃磨制作,所采用的分析及设计方法对圆弧刃刀具刃磨机床及其他机床的设计和研制具有实际指导意义。     

光纤连接器端面研磨装置运动分析

分析了一种具有两个自由度的双驱动行星式光纤连接器端面研磨装置的运动原理,并求解出光纤连接器在研磨时相对于研磨盘(研磨砂纸)的运动轨迹。通过引入定义"速比",建立了研磨装置两个独立主动件之间的转速关系。针对光纤连接器研磨中存在的问题,从速比入手,以运动轨迹曲线、研磨运动路程偏差、切削速度、速度周期变换系数为纽带,将研磨运动、研磨工艺以及研磨质量联系起来,得出了一组优化的光纤连接器研磨装置的运动参数。当系杆的转速设定为132 r/min时,根据粗、精研磨不同的工艺要求,其内齿轮的转速应在31~54 r/min调整。此时,速度周期变换系数小于2.2;运动路程偏差小于0.5%;研磨运动轨迹密集而不重复。实验证明了分析结果的正确。     

平面研磨过程中磨具均匀磨损的研究

固着磨料平面研磨加工中磨具的均匀磨损对于保证磨具和工件的加工面形精度具有极为重要的意义。根据固着磨料平面高速研磨中磨具均匀磨损的概念，通过力学和运动学分析，探讨了磨具均匀磨损的条件。分析表明，通过合理地选择偏心距，同时确定对应的磨具内外环中心线半径，并调整磨具的结构参数，可使磨具与镜盘接触区压强均匀分布，从而实现磨具的均匀磨损。     

超声研齿振动子系统的研究与变幅杆设计

介绍了超声研齿的原理与方法,对超声研齿振动子系统进行了研究与分析。依据四端网络的基本原理,利用力电类比的方法,给出了换能—变幅器的等效电路图,并通过电路运算,推导出换能—变幅器的频率方程和放大倍数的计算公式。据此,设计出了谐振特性良好的超声研齿换能—变幅器。最后对超声研齿振动系统的谐振特性进行了测量,理论计算与试验基本相符。     

一种新型非球面高效研磨方法的研究

针对目前非球面加工的难题，提出了一种利用弯曲成形法制作磨具来实现非球面高效研磨的新方法。阐述了弯曲成形法高效研磨的原理，建立了磨具弯曲成形的数学模型，分析了磨具成形的等距线误差。实验结果表明：采用弯曲成形法制作的磨具成形精度较高，面形精度达到微米级；采用该方法研磨非球面零件是可行的，能满足中等精度的非球面零件研磨加工要求；效率高、成本低，有很好的开发和应用前景。     

纳米孪晶立方氮化硼机械研磨机理研究

为了将新型超硬纳米孪晶立方氮化硼(nt-c BN)材料制备成能够实现铁基金属材料,特别是硬度较高材料的精密及超精密切削刀具,针对机械研磨方法,从理论和试验角度分别对纳米孪晶立方氮化硼材料的机械研磨机理进行了研究。对纳米孪晶立方氮化硼材料动态脆塑转变临界研磨深度进行了理论分析及试验验证;基于临界研磨深度,实现了对该材料的塑性域精细研磨;利用理论计算及原子力显微镜表面检测结果,针对研磨后塑性沟槽深度及宽度,分析了研磨过程中塑性沟槽形成机理。研究结果表明,纳米孪晶立方氮化硼材料动态脆塑转变临界研磨深度为23.9 nm;使用0.5μm金刚石研磨颗粒研磨材料表面粗糙度达到1.99 nm,PV值77.05 nm;研磨塑性沟槽深度理论最小值2.25 nm,与试验结果相吻合;研磨塑性沟槽宽度为固定、游离研磨颗粒共同作用的结果,宽度保持在亚微米级。因此,纳米孪晶立方氮化硼材料具有较好的可加工性,采用机械研磨方法能够实现较高精度表面的高效率加工。     

四轴球体研磨机球体研磨圆度误差均匀化效应的机理分析

从建立四轴球体研磨机弹簧加压球体研磨的力学模型入手,运用高点切削作用机制和误差均匀化效应,解释了球体圆度误差趋小化研磨机理。根据四研具对球面研磨的包络原理,提出了未包络研磨区是产生残存圆度误差的主要因素,并探讨了未包络研磨区、四研具初始压力误差、研具磨损不均匀性产生的原因和对研磨残存圆度误差的影响及解决措施。为进一步改善研磨工艺和提高球体研磨圆度提供了参考。     

硬脆性材料用柔性磨具研磨的加工表面粗糙度建模

通过分析磨粒与工件表面的作用过程,建立了硬脆性材料柔性磨具加工表面粗糙度的理论预测模型.以橡胶结合剂金刚石研磨盘为柔性磨具、蓝宝石衬底为工件,在不同弹性模量、磨粒浓度、磨粒粒度和研磨压力下开展研磨试验,将不同研磨条件下的表面粗糙度试验值与理论预测值进行比较,发现试验结果与理论模型预测结果的趋势一致,且预测误差为7.71...     

圆薄片零件精密研磨实验研究

通过对钨合金圆薄片零件的精密研磨实验，确立了钨合金圆薄片零件精密加工工艺路线；分析了弱刚性零件研磨常用装夹方式对研磨精度的影响；设计了专用研磨工装，使零件在研磨过程中几乎处于自由状态，有助于降低零件研磨后的形位公差；叙述了手工研磨操作和研磨过程中应注意的事项，分析了研磨过程中出现的问题和采取的措施。     

金刚石刀具技术的发展状况

介绍了应用人工目测法、X射线法和激光法进行金刚石刀具晶体定向的技术，论述了传统的机械研磨、热化学抛光、无损伤机械化学抛光、化学辅助机械抛光与光整等多种金刚石刀具刃磨工艺方法及其刃口检测技术的发展状况，并对各种相应的检测技术作了比较。最后，论述了金刚石刀具刃磨的材料去除机理，对我国金刚石刀具技术发展状况进行了评述和展望。