风电锁紧盘轴套位移与应力计算

为了保证轴套在承受外压时其内表面位移与应力计算结果的精确性,采用厚壁圆筒理论和有限元分析软件ANSYS,分别对不同外压、内半径、外半径的三组轴套模型进行分析,同时给出了内表面位移和最大应力的计算公式。研究结果表明：位移和应力在轴套内表面处达到最大值;内表面位移和最大应力与外压、内半径成正比,与外半径成反比;两种方法计算结果的相对误差保持在1%之内;采用厚壁圆筒理论计算轴套内表面位移和最大应力所得结果能够满足风电锁紧盘的设计要求。     

静子叶片内环结构对机匣动力特性的影响

根据某型航空发动机高压压气机的实际结构进行有限元分析,着重地考虑内环结构的计算模型与常规无内环结构计算模型固有频率的差异。通过比较计算结果明显看出内环结构对机匣弯曲刚度具有明显的加强作用,振动模态对应的固有频率明显增高。由此可以断定以往在计算静子系统动力特性时忽略内环结构或是只考虑内环的等效质量是不合理的。采用本文提出的考虑叶片内环的计算模型才能获得正确的机匣动力特性。     

周扫式激光通信光端机锁紧刚度优化

为保证小卫星激光通信用潜望式光端机在发射状态下的机构刚度,须采取锁紧结构对运动部件进行锁紧.针对传统锁紧机构火工品质量大、解锁有冲击与污染、不能重复解锁的缺点,设计了采用记忆合金驱动的锁紧结构,利用弹簧产生的弹力推动机构锁紧光端机运动部件,记忆合金丝作为驱动源带动锁紧机构实现解锁,并根据周扫式激光通信光端机结构特点,重点分析了锁紧结构锁紧力对整机刚度的影响,优化了锁紧力以保证整机刚度,减小解锁功耗.试验表明,采用本锁紧结构后光端机在发射方向上的谐振频率可达到75 Hz,满足设计要求.     

机床滑动导轨副加速磨损退化试验建模与分析

为了分析机床滑动导轨副加速退化试验中的磨损机理,建立了滑动导轨副在实际工况下的受力变形模型并计算得到导轨接触面间的接触力.设计了加速磨损退化试验,并基于Archard模型建立了机床滑动导轨副实际工况下磨损计算模型,主要建立了床身导轨接触面磨损模型.基于理论模型,采用加大滑动导轨负载力水平的方法,对加速磨损退化试验中的滑动导轨床身导轨接触面的磨损量和磨损曲线进行预测.结果表明:该模型可较好地指导实际的加速磨损退化试验参数设计和根据高负载下试验获得的床身导轨磨损量预测工作负载下的磨损.     

(θ)1650型圆锥破碎机主轴的修复改造

(θ)1650型圆锥破碎机主轴经过长期使用,锁紧螺母经常拆装、更换,使主轴上的螺纹逐渐损坏,最终出现滑丝现象导致主轴无法使用.介绍了主轴的修复方法、轴套和主轴的加工尺寸,同时将装配中的加热温度进行了计算.     

基于kriging算法的涡轮盘温度场分析计算

基于有限单元法,采用加权余量法的计算式给出涡轮盘温度场分布.考虑有限单元法温度场分析计算过程中的计算量和准确性问题,提出一种基于Kriging算法的温度场分析计算方法.给出基于图形法的实验设计方法,采用复相关系数对所建立的近似模型进行校验.根据校验结果调整试验设计,更新近似模型,直至满足设计的精度要求为止.涡轮盘实例验证结果表明,该方法可以有效地拟合温度场.     

叶片式螺旋桩静载试验及数值模拟

对叶片式螺旋桩静载试验结果,采用FLAC3D软件进行数值模拟和工程实例分析.发现普通桩型桩土接触面刚度参数并不适用于叶片式螺旋桩数值模拟,且FLAC3D软件默认的收敛标准不能对其实现精确拟合.因此采用根据现场试验每级荷载下的数据调整接触面法向刚度参数和计算步数的方法,可实现精确拟合,但存在试算量大的缺点.由于接触面法向刚度参数与计算步数相互影响且两者取值不唯一,为简小试算工作量,可根据模拟计算要求的精度,结合每级荷载下的试验数据来进行取值的选择,可实现近似拟合.案例分析进一步验证了该方法在实际工程的实用性和有效性.     

非方阵多变量系统解耦设计与Fa阵参数的确定

本文讨论了用逆奈氏阵列法对一类非方阵多变量系统进行解耦设计。阐述了内环设计(方阵化)和外环设计(对角化)的两级设计思想及在实际设计中使用的叠代算法。作者对用内环反馈补偿阵F_α的选取作了深入的探讨,提出了确定F_a阵的实用方法——三角矩阵法。通过实例计算说明这种方法对工程控制系统的计算机辅助设计(CAD)是有明显效果的。     

基于现场抗拔试验的锚索动态反馈设计法

为建立一种比常用均匀设计法和基于积分原理的非均匀设计法更易获得可靠设计参数的新锚索设计方法,基于锚索的荷载传递原理和锚固段注浆体与围岩接触面的本构模型,推导了比较符合工程实际的锚索P-S理论曲线关系,并在此基础上提出了锚索的动态反馈设计法,给出了详实的实施路径和算法示例.该法的设计参数,如锚固段接触刚度、接触面弹性剪切位移等,通过在施工中不断进行、且能综合反映复杂工程条件的现场抗拔试验所获P-S曲线求得,并能进行基于允许塑性变形的定量设计.算例结果表明,传统均匀设计法获得的设计结果往往比较保守,而该法所获设计参数和设计结果更为合理,值得在更多工程实践中检验甚至推广应用.     

Ф1650型圆锥破碎机主轴的修复改造

Ф1650型圆锥破碎机主轴经过长期使用,锁紧螺母经常拆装、更换,使主轴上的螺纹逐渐损坏,最终出现滑丝现象导致主轴无法使用。介绍了主轴的修复方法、轴套和主轴的加工尺寸,同时将装配中的加热温度进行了计算。     

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。     

趋势面模拟法在确定给排水管网节点地面标高中的应用

目的为了提高给排水管网的计算精度,简化给排水管道节点地面标高的计算,提出一种计算地面标高的趋势面模拟法．方法将该曲面分成若干小块,在每一小块的区域范围内,用一个最趋近它的规则曲面方程来代替．既利用最小二乘原理,采用多项式逼近的方法来进行每一小块区域的地形趋势面的模拟,并在求解过程中对系数向量进行数学处理．结果采用趋势面模拟法计算出的节点地面标高比传统方法的精度提高2～5倍,且节省了大量的人工计算处理工作量,计算处理速度明显提高．结论笔者方法较传统的等高线平面图解插值法精确,实现了给排水管网全部采用计算机进行设计计算,可提高工程设计的精度和效率．     

格莱圈密封性能非线性有限元分析

为了研究气缸密封件的性能以及失效情况,运用有限元分析方法对格莱圈弹性体进行分析.利用有限元分析软件建立了格莱圈有限元分析模型,通过建模、划分网格、加载、求解以及后处理等步骤,对其在不同压缩率、不同气压时密封面接触压力分布规律进行探讨分析,确定格莱圈易失效位置,分析压缩率和气压对格莱圈密封面最大接触压力的影响.结果表明:在位移云图和接触压力云图中,格莱圈密封面最大接触压力随压缩率和气压的增加而增加;格莱圈的方型圈与缸套的接触压力最大,且最大接触压力明显大于通入气体的压力,故格莱圈不易失效;气缸在实际气压0.4MPa和8%压缩率的情况下能正常工作,为评定缸阀一体化气缸的可靠性提供了参考.     

过盈配合对磁悬浮转子动力学特性的影响

针对传统磁悬浮转子动力学模型简单、模态分析误差较大的问题,提出考虑转子间接触效应的建模方法。采用接触有限元法建立磁悬浮转子过盈配合的有限元模型,通过理论计算和静力仿真分析相结合的方式,优化接触刚度因子(normal stiffness factor, FKN)和修正摩擦系数,得到过盈量与摩擦系数间的对应关系,为同类转子的模态精确分析提供参考。针对磁悬浮转子是否考虑接触效应进行对比分析,结果表明考虑接触效应能够有效提高模型的精度,求解更准确。     

硬齿面渐开线齿轮强度的优化设计

本文对目前日益广泛应用的硬齿面齿轮的弯曲强度与接触强度进行了分析，提出了加权因子的方法来统一齿轮的弯曲强度与接触强度，使之符合等强度设计原则，进而构造优化设计的目标函数，进行硬齿面齿轮的参数设计．对硬齿面齿轮的强度设计具有一定的实际意义。     

沥青路面结构可靠度与使用性能的研究

传统的沥青路面设计方法中的一些主要设计参数都是定值,事实上,大部分设计参数是随机变量.为了掌握路面使用性能的变化,引入路面结构使用性能可靠度的概念,运用统计与概率的方法,利用ANSYS可靠性分析工具—Probabilistic Design,分析结构参数的变异性并结合蒙特卡罗法,得出了可靠度的计算方便且有足够的精度,符合实际工程需要,也是确保道路整体使用性能的关键之一.     

GIS设备用表带触指电连接结构接触电阻的分形理论计算与分析

电连接结构的接触电阻（ECR，Electrical Contact Resistance）是评价电接触系统可靠性的重要指标。表带触指是环保气体GIS设备中重要的电连接部件，其ECR不仅影响回路总电阻，通流过大导体振动、安装不当等因素还会导致电接触不良，引发触指局部过热，引起绝缘放电等故障，直接关系到环保气体GIS设备的运行稳定性。为研究触指ECR产生机理和变化规律，本文采用MATLAB和激光共聚焦显微镜捕捉接触区域灰度图像，获得了触指接触区域的名义接触面积Aa和分形维数D，运用分形理论模型，数值计算了表带触指电连接结构的ECR，并通过ECR试验测量，验证了应用分形理论模型解析计算表带触指电连接结构ECR的合理性和准确性，研究了表带触指电接触过程中的弹性变形、第一弹塑性变形、第二弹塑性变形和塑性形变形四个阶段，对比分析了不同分形维数对触指电接触实际接触面积的影响规律。研究发现分形理论模型可用于GIS设备用表带触指的接触电阻理论计算，且得到触指电接触表面分形维数越大，触点变形越先进入弹塑性阶段，也越易进入第二弹塑性变形阶段，触指表面形貌越复杂，达到相同承载能力所需实际接触面积越小。研究成果有助于环保气体GIS电连接结构的优化设计，可为环保气体GIS设备触指电连接结构的多物理场计算和电接触性能的状态评估提供理论基础。     

基于SolidWorks的剪切机曲轴强度分析

曲轴强度分析是剪切机设计的一个关键环节,直接决定了剪切机工作性能。针对传统曲轴校核经验算法计算过程繁琐,存在着大量的假设,与实际曲轴工作条件相比存在较大误差问题,为了符合实际情况的曲轴校核,增强剪切机的可靠性,处理曲轴几何形状、边界条件、作用载荷等影响因素,对曲轴进行了基于SolidWorks三维实体建模,对整根曲轴采取了有限元法计算曲轴的应力,并对曲轴强度进行了校核。得出结论,曲轴所受的实际最大应力并非在曲轴与连杆接触面的中间处,而是在齿轮与轴结合面的轴间处。     

新型高刚度静压气体球轴承的静态特性

提出了一种新型的气体球轴承结构,其球头尺寸大于球窝尺寸,称为过盈型静压气体球轴承。采用三维有限体积法对此类球轴承的静态特性进行了计算分析,并与传统的间隙型和跑合型静压气体球轴承进行了对比,表明本文提出的过盈型静压气体球轴承在承载力和静态刚度方面均有显著优势。     

斯特林机帽式密封性能分析及回归参数优化设计

为改善斯特林机活塞杆帽式密封性能,首先采用数值仿真分析了5 MPa工质压力下其静、动态力学特性,从而获取了O型圈内径尺寸LN、C型环径向壁厚T和装配过盈量S三个关键结构参数对密封性能的影响规律,在此基础上,再利用回归设计法以配伍面最大接触压力平稳且密封可靠为优化目标,对密封结构的上述三个关键参数进行优化设计以确定其最佳匹配方案,最后通过密封试验台验证了本文优化设计方法的准确性和普适性。结果表明：活塞杆与C型环密封面中间区域上最大接触压力随LN和S的增大而增大,但随T的增大而减小;通过估计回归系数和方差分析（ANOVA）发现,LN对密封性能影响最为显著、S次之、T影响最小;LN和T、LN和S交互项对响应显著,而T和S交互项对响应不显著;当LN为13.745 mm、T为0.40 mm和S为0.020 mm时,优化密封件对应的正行程最大接触压力为9.01 MPa、回程为9.75 MPa,较工程在用密封件（LN=13.78 mm、T=0.5 mm、S=0 mm）最大接触压力分别降低了14.7%和25.5%;实验进一步验证了优化密封件的密封性能和使用寿命均优于工程在用密封件,并且在不同工质压力下优化密封件的接触压力均匀性更好,减摩延寿效果明显,充分证明本文性能分析与优化设计方法准确有效。