颤振激励下金属冷挤压成形降载特性

分析颤振激励下金属冷挤压成形过程中利用“有效摩擦力”降低材料变形抗力的成形机理,对比凹模固定以及凹模在不同参数颤振激励下的有限元仿真结果.仿真实验表明：颤振激励能够降低坯料成形过程中的平均行程载荷;颤振频率及幅值越大,平均行程载荷降低越多, 提出颤振平台的机构,并分析工作原理.选用6061铝材作为冷挤压的坯料,完成凹模固定及凹模颤振激励下的反挤压的实验研究.分析坯料在实际反挤压过程中行程载荷的特点,实验结果表明：凹模引入颤振激励后,挤压过程中的稳定行程载荷明显降低;当凹模颤振频率为100 Hz,幅值为0.012 mm时,稳定行程载荷降低约6%;当凹模颤振频率为200 Hz,幅值为0.012 mm时,稳定行程载荷降低约7.5%.     

颤振激励下金属冷挤压成形降载特性

分析颤振激励下金属冷挤压成形过程中利用“有效摩擦力”降低材料变形抗力的成形机理,对比凹模固定以及凹模在不同参数颤振激励下的有限元仿真结果.仿真实验表明：颤振激励能够降低坯料成形过程中的平均行程载荷;颤振频率及幅值越大,平均行程载荷降低越多, 提出颤振平台的机构,并分析工作原理.选用6061铝材作为冷挤压的坯料,完成凹模固定及凹模颤振激励下的反挤压的实验研究.分析坯料在实际反挤压过程中行程载荷的特点,实验结果表明：凹模引入颤振激励后,挤压过程中的稳定行程载荷明显降低;当凹模颤振频率为100 Hz,幅值为0012 mm时,稳定行程载荷降低约6%;当凹模颤振频率为200 Hz,幅值为0012 mm时,稳定行程载荷降低约75%.     

基于ADAMS的重卡轮毂轴承仿真平台二次开发

轮毂轴承是重卡汽车的重要组成零部件,其动力学性能决定了重卡汽车的安全性。ADAMS是一款机械系统动力学仿真分析软件,也是轮毂轴承设计和优化的主要软件。从轴承设计、分析角度二次开发了1/4车架环境的重卡轮毂轴承动力学仿真软件ADAMS/view,并以重卡轮毂轴承HZF1645BR-2T为例,使用试验机和ADAMS/view进行试验对比,试验证明使用ADAMS/view对重卡轮毂轴承进行优化分析是有效的。     

重卡轮毂轴承耐久性试验载荷谱的设计

为改进评估重卡轮毂轴承性能和寿命的试验技术,研制了一款符合某公司生产的重卡轮毂轴承耐久性试验的载荷谱。根据重卡汽车实际行驶状态,分析了重卡轮毂轴承的主要结构特点、实际运行工况载荷、装载工况及轮胎载荷,并结合某公司研制的新型重卡轮毂轴承模拟试验机采集的相关数据,以某重卡轮毂轴承匹配的重卡汽车为例,确定出每种行驶状态的占比,针对每个循环周期内行驶状态的重卡轮胎受力情况,制定出符合重卡汽车的循环周期内的耐久性试验载荷谱。3 a试验结果和客户使用情况表明,该载荷谱对重卡轮毂轴承性能的评估具有实际的指导意义,并已运用在重卡轮毂轴承耐久性试验常规检验中。     

汽车活塞销振动挤压数值模拟分析

针对于现有活塞销冷挤压成形技术的不足,采用一种振动挤压的方式对活塞销成形进行研究.基于DEFORM平台,对活塞销的成形过程进行数值模拟仿真,分析其成形过程中的行程载荷与材料流动特性,并与常规的挤压方式比较得出结论:振动挤压可以降低成形载荷,并改善坯料与模具之间的摩擦状态,有利于下端材料的流动,从而得到较好的连皮位置.进一步研究了振动周期与振幅对成形效果的影响,得到周期为0.05s,振幅1mm为最优的振动参数.     

汽车轮毂轴承的两类剥落失效分析

通过对６００套失效汽车轮毂轴承宏观特征分析统计和ＳＥＭ研究发现,汽车轮毂轴承的表面剥落有两种典型形式,一种为轴向扩展性片状剥落,另一种为周向等间距条状剥落,结合汽车轮毂轴承的结构特点及其在汽车运行过程中动力学特征,提出也这两种表面失效的机理模型,认为轴承工作游隙过大是造成汽车轮毂轴承轴向扩展性片状剥落的主要原因,而运转过程中的微动损伤以及运转过程中轴向冲击是造成周向等间距条状剥落的主要原因,优化轴承游隙并对滚动体进行合理鼓形修正可以减少轴向扩展性片状剥落,增强横向减振能力并减小轴承轴向游隙可以降低周向等间距条状剥落。     

滚动轴承设计参数的敏感性研究

对滚动轴承的几何结构、强度和动力条件进行分析,以基本额定动载荷、基本额定静载荷和最小油膜厚度同时最大化为目标函数,使用多目标优化算法NSGAⅡ(非主排序遗传算法)建立滚动轴承的优化数学模型,取得理想的优化结果.在此基础上对滚动轴承设计参数进行敏感性分析,结果表明轴承的基本额定动载荷和基本额定静载荷主要取决于内圈滚道曲率半径,而其他设计参数对承载能力影响很小.建议设计制造工程师对内圈滚道曲率半径使用精密公差.     

叶片刚度对风力发电机组载荷的影响

为了研究受叶片刚度变化影响的载荷灵敏度问题,提出利用柔性多体动力方程对全耦合风机进行建模的方法,并考虑叶片旋转时产生的空气动力、重力及离心力作用对叶片进行模态分析,求解叶片的气动阻尼.运用Newmark法对风力发电机组叶片进行动态分析计算,得到总的动态响应载荷.以某3 MW风力发电机组为例,计算叶片在不同刚度下的载荷敏感度,仿真其在额定风速下的正常发电情况,获得其叶根、塔底、偏航轴承以及轮毂的载荷.仿真结果表明,叶片刚度降低导致叶根载荷减小,但是塔底、偏航轴承载荷增加;叶根XY、塔底Z、偏航轴承Y及轮毂Z方向载荷变化较为敏感.     

基于仿真分析的曲轴平衡重动态优化设计

针对现有多缸内燃机曲轴平衡重设计存在的优化目标不明确、动力学模型简单等问题，以四缸内燃机曲柄连杆机构的虚拟样机为设计平台，对曲轴平衡重进行了动力学仿真分析及优化设计，介绍了包括有限元计算、动力学建模、动态优化设计和结构优化设计的整个设计流程.仿真结果表明，采用虚拟样机对曲轴平衡重进行动态优化设计，设计过程的效率和精度都有所提高；选择不同的优化目标会产生差异很大的最终优化方案.经过比较各种目标的优化结果，建议将曲轴主轴承载荷工作周期内的平均值作为动态优化设计的优化目标.     

高压SF6断路器灭弧室电场逆问题求解研究

采用有限元法对高压SF6断路器灭弧室内电场分布进行数值仿真求解,计算分析了灭弧室内部动、静触头在开断过程中不同行程下电场分布情况，得到了全场域最大场强所在位置，以及动、静主触和弧触沿面场强分布，研究了灭弧室内部绝缘的主要影响因素，并将仿真结果进行可视化处理.在此基础上进行电场逆问题求解，实现灭弧室内部结构优化设计.在优化设计中分别采用零阶方法和一阶方法，以动、静触头几何结构为优化设计变量，以灭弧室内部最大场强最小为优化目标函数，循环迭代次数为停止准则，进行灭弧室电场逆问题研究.并将优化结果与产品结构进行对比分析，证明了优化设计的可行性和有效性.     

双激励下轮毂电机悬置构型对电动车平顺性的影响

为解决轮毂电机引入电动汽车使车辆垂向负效应加剧的问题,研究路面激励和电机垂向激励耦合下轮毂电机悬置构型对车辆垂向性能的影响. 综合分析国内外电动汽车构型影响规律,比较两种分别以电机定子和电机整体悬置作为动态吸振器车辆构型的平顺性,搭建双重激励计算模型选择优选方案,以车辆平顺性指标均方根值最小为优化目标,应用NSGA-Ⅱ算法对优选方案中动态吸振器的橡胶衬套刚度和阻尼进行优化设计,得到满足要求的构型和匹配参数,并对优化后的车辆构型进行仿真验证. 研究结果表明:两种悬置方案都缓和了由于轮毂电机引入带来的负面效应,而对择优选出的电机整体悬置方案优化后可使车身加速度降低38.53%,轮胎动载荷下降7.94%. 仿真结果证明,针对路面和电机双重激励提出的优化构型及参数,改善了轮毂电机驱动电动汽车的垂向负效应,提高了车辆平顺性和安全性.     

复杂形状零件冷挤压成形数值分析和工艺优化

通过Deform软件对实际生产中复杂形状零件的冷挤压缺陷进行分析,针对其缺陷原因改进和优化了冷挤压工艺,采用分步冷挤压,并对分步冷挤压进行数值分析.结果表明,分步冷挤压避免了分层流动现象,降低了冷挤压载荷,有利于合格的冷挤压产品的生产.     

高速列车车轴-轴承温度特性及弛缓机理

针对高速列车运行过程中的车轴-轴承普遍存在的弛缓现象,从温度角度揭示弛缓产生机理,并给出预防措施。采用ABAQUS软件对工作条件下轴-轴承温度特性有限元建模,并仿真分析轴承各部件在不同车速下不同的温升情况,结合材料膨胀系数测试试验和温升与轴承内圈膨胀量关系试验的方法,得出车轴、轴承内圈的膨胀量与温度的匹配关系。仿真和试验结果表明:在温升的作用下,车轴-轴承内圈的过盈量会出现一定程度的减小。最终获得温升对车轴-轴承内圈过盈量的影响规律,揭示弛缓产生的机理并从过盈量和温度两个角度给出指导参数。     

曲轴系多柔体动力学仿真分析

使用LMS Virtual.lab软件建立曲轴系多体系统动力学仿真模型,对曲轴系进行刚柔耦合多体动力学仿真,得到周期内曲轴系的动态载荷,为研究主轴承液体动力润滑提供边界条件,并根据仿真过程中的应力分布规律找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的优化设计提供参考.     

肘杆式挤压机的优化设计

肘杆式挤压机是冷挤压机中的一种类型，其加工精度的高低以及设备和模具的使用寿命与冲头的工作速度的平稳性密切相关．在对机构进行了运动分析的基础上，采用优化设计的方法，以提高冲头工作速度的平稳性．并对拉力肘杆挤压机的机构进行了优化．     

两点激励多点响应控制的载荷优化方法研究

以随机振动试验中两点激励三点响应控制为例,开展利用少量振动台对多个节点进行响应控制的理论分析和数值仿真研究。推导了目标响应谱与载荷谱之间的传递关系,分析了影响多点响应的载荷参数,提出了以控制响应谱与目标响应谱之间的误差最小为优化准则,采用遗传算法进行载荷优化的数值求解方法。以梁结构为例的两点激励三点响应数值仿真结果表明了所提出的载荷优化数值求解方法的有效性,并对控制载荷的存在性进行了讨论,指出进一步的研究需要采用结合边界条件的动力学优化设计展开。     

内圈局部损伤滚动轴承系统动态特性建模及仿真

以运动学和动力学等相关知识为理论基础，分析了滚动轴承系统的承载特殊性，综合考虑轴承运行状态下载荷分布、系统刚度、故障冲击脉冲序列组成、损伤部位的位置变化及环境噪声等参数对其振动特性的影响，建立了内圈局部损伤状态滚动轴承系统的振动模型，进一步研究了系统特性关键影响参数，并在Simulink环境下对模型进行动态仿真，基于时频域（振动水平与功率谱2个指标）对仿真和试验数据进行分析处理.模型仿真与试验信号的处理结果基本保持一致，表明该模型可较好地描述内圈局部损伤滚动轴承的动态运行状况.     

基于正交试验的梭心冷挤压成形工艺研究及模具优化设计

为提高模具寿命,降低试模成本,文章对缝纫机梭心的冷挤压成形工艺和模具的设计优化进行了研究。为解决其传统工艺中端面不平的问题,设计了带有限流套的新模具结构;根据梭心的结构特点,提出了2种梭心冷挤压成形工艺方案,利用DEFORM-3D有限元模拟软件对工艺方案分别进行数值模拟,发现采用2个工步的成形方案模拟出的挤压件成形效果好;基于正交试验采用方差分析法和极差分析法共同分析,以成形载荷及其凸模磨损量的大小作为评判指标,获得最佳工艺参数组合;采用最佳的参数组合来探寻不同摩擦因数对成形载荷的影响、不同凸模初始硬度对凸模磨损量影响规律;通过优化后挤压件的损伤因子云图、等效应变云图以及折叠角云图分析,验证了优化模具的可行性。该研究对梭心零件的实际生产及其相似零件的生产提供了参考。     

圆柱滚子轴承游隙与寿命关系

通过圆柱滚子轴承载荷分布的推导,求得在径向游隙下轴承内各位置滚子的载荷,从而得出轴承内圈和外圈的当量载荷和寿命计算方法,建立载荷与游隙关系;根据T.A.Harris理论,建立载荷与寿命关系,利用载荷与寿命关系,计算几组不同径向游隙的轴承寿命,结果表明略微负游隙时轴承寿命最长.     

基于ADAMS的滚动轴承参数化建模与动力学仿真

为了更加精确地进行轴承动力学设计,优化高速轴承的动力学特性,本文采用虚拟样机分析软件对滚动轴承进行参数化建模,给出滚动轴承参数化过程,同时建立了深沟球轴承动力学参数化模型并进行仿真分析,仿真结果表明,当对滚动轴承施加一定重载荷时,滚动体因受迫速度增大一些,滚动体与内外圈及保持架的接触力也会增大,但由于滚动体的直径减小,施加的载荷不足以使轴承的变形达到增加接触力效果,所以在对轴承模型施加1000N载荷后,参数化模型分析结果与实际要求相符合。提高了建模效率,方便了用户不用考虑模型内部之间的关联变动对模型进行快捷修改。该方法对研究滚动轴承动力学特性具有重要作用。