基于结合面的大型螺纹磨床整机静动态特性优化

为了准确预测和分析大型螺纹磨床整机的静动态特性,建立的机床整机有限元模型应考虑结合面特性参数。采用弹簧阻尼单元模拟结合面的接触特性,应用吉村允孝法确定各主要结合面的刚度阻尼值,使用ANSYS建立基于结合面特性的大型螺纹磨床整机有限元模型,进而进行静动态特性分析找出其薄弱环节,并研究各结合面刚度对整机动态特性的影响,针对影响较大的结合面刚度进行优化,改善了整机的静动态特性。结合面参数优化后,整机x,y,z方向的静刚度分别提高15%,19%和7%,且整机的各阶模态固有频率均有不同程度提高,其中一阶固频提高达10%,整机的共振振幅降低了约1/2,原机床的振动得到了很好的抑制。     

贴塑导轨结合面法向动态特性参数的识别及分析

贴塑导轨由于其良好的力学性能越来越广泛地应用于各类数控机床中,作为机床重要的支承和导向结构,其动态特性对机床的加工精度有重要影响。通过模态试验识别出贴塑导轨结合面的动态特性参数,并分析了滑动速度、载荷、贴塑厚度等因素对结合面动态特性的影响规律,为机床数字化设计提供了参考。试验结果表明：滑动速度的增加会降低贴塑结合面的动刚度;适当增加面压、添加润滑油可提高结合面的动刚度;导轨贴塑使结合面的动态特性变化比较稳定,其动刚度随贴塑厚度的增加而减小,阻尼则随贴塑厚度的增大而增大,实际应用中,贴塑厚度以1.2到1.5mm为宜。     

直线滚动导轨副动态特性分析

直线滚动导轨（LMG）是高速高精度数控机床的重要功能部件,导轨滑块结合面建模准确性对机床动态特性分析具有重大影响。基于模态理论和拉格朗日方程推导了直线滚动导轨动力学方程,通过MATLAB软件开发了计算程序,得出系统前五阶固有频率,并通过动态实验证明了理论模型的准确性。同时,分析了直线滚动导轨非线性刚度特性,揭示了预紧力和外部激励等因素对系统动态特性的影响,为进一步精确分析机床整机动态特性及性能优化奠定了基础。     

某重型变速器壳体的动态特性分析

为分析某重型变速器壳体的动态特性,基于LMS Test.Lab软件,使用激振器法进行试验模态分析,基于Hypermesh软件,使用Block Lanczos法进行计算模态分析。分析结果表明,橡胶轮胎支撑可模拟该自由模态试验的边界条件;变速器壳体主副箱连接方式为面面接触及采用高阶四面体单元可以获取更准确的计算模态参数;两种方法获取的壳体非零前六阶固有频率相对误差皆小于5%,振型基本一致,验证该壳体有限元模型的准确性。此研究表明结构模态分析技术对结构动态特性分析的有效性,为分析及改善该变速器总成的动态特性奠定基础,为类似结构的重型变速器壳体模态分析提供参考。     

桥式龙门铣床横梁结构设计与优化

横梁作为桥式龙门铣床的主要运动部件，其结构设计的优劣直接影响机床整机的工作性能。为此，提出了一种基于正交试验设计、改进模糊综合评价和尺寸灵敏度分析的横梁结构设计与优化方法。针对横梁多因素多水平的结构设计特点，采用正交试验设计挑选出8种具有代表性的参数组合作为横梁结构设计方案。运用改进模糊综合评价法对有限元仿真数据进行处理，确定参数组合为"箱中箱式-井型-20 mm-线轨"的横梁优选方案，并对其关键设计尺寸进行灵敏度分析与优化，得到横梁结构具体的设计尺寸。优化后，横梁的静力学性能和抗振性能得到明显改善，并实现了轻量化设计，对机床横梁的实际制造起到了指导作用。研究结果表明，所提出的横梁结构设计与优化方法具有较强的工程实用性，为数控机床其它关键零部件的设计提供了新思路。     

液压衬套集总参数模型动态特性液-固耦合有限元分析

以车辆底盘系统中应用最为广泛的新型隔振元件——径向型液压衬套为研究对象,采用双向液-固耦合非线性有限元分析技术辨识液压衬套动力学性能分析的集总参数模型中的主要物理参数,并结合集总参数模型和非线性有限元法计算分析了液压衬套的动态特性。计算结果与实验结果及数值预测结果对比分析表明,有限元分析技术在液压衬套集总参数识别及动力学性能分析方面的可行性和准确性。对于液压阻尼特征产品设计优化,有限元技术是一种高效经济的开发手段。     

铣床关键结合面动态特性研究

基于有限元法、优化设计理论和模态试验方法,利用ANSYS优化设计方法,将理论模态分析和实验模态分析相结合,对某铣床的关键结合面的特性参数进行参数识别,研究结合面对铣床关键部件动态特性的影响,得到相关影响曲线.结果表明,随着结合面刚度的增加,部件的固有频率有提高也有降低;但随着阻尼总的增加,部件的固有频率始终降低,振型大大衰减.本研究为整体复杂机械的改进设计和动态优化设计提供理论依据.     

复杂结构结合面的动态特性研究

介绍了动态性能分析的两种方法有限元分析和试验模态分析的方法及复杂结构结合面的动特性分析,总结了国内外的研究发展现状及存在的问题.     

大型变压器绕组有限元建模与分析

研究了变压器绕组预紧力与变压器箱壁振动之间的关系。通过结合有限元模型和振动实验识别不同预紧力下绕组的特性参数；进而通过测量变压器箱壁振动，根据建立的变压器整体模型以及前面识别的绕组特性参数来计算和预测内部绕组的预紧力状况。     

滚筒洗衣机机箱动态特性分析

结合实验模态与有限元理论模态分析，对滚筒洗衣机的机箱进行振动特性分析。首先，采用有限元软件ANSYS理论模态分析对机箱进行模态求解，得到计算模态参数;另外，用脉冲激励法对机箱进行模态实验，得到实验模态参数。通过比较理论模态与实验模态参数，结果表明吻合较好。基于对机箱固有特性的分析，提出机箱结构动态特性修改方案，并通过理论验证，说明改进后机箱的振动特性得到了明显的改善。     

非公差间隙圆柱副机构动态响应分析

针对ADAMS软件中Hertz接触力模型在凸面与凹面机构碰撞中精度低的问题,提出了一种适合非公差间隙圆柱副机构接触力模型。将Goldsmish模型刚度系数与基于改进弹性基础接触模型求导而得的非线性刚度系数进行优化组合,建立了对非公差间隙更具适用性的法向接触力模型,同时引入LuGre摩擦力作为切向接触力模型来描述机构间的相互作用关系。应用ANSYS软件对法向接触力模型进行了数值验证,在此基础上以某火炮身管与摇架间隙为对象,基于建立的改进接触模型对身管与摇架机构进行了动力学仿真分析,仿真结果可准确反映非公差间隙对身管动态特性的影响,为研究摇架结构参数对火炮射击精度的影响提供了参考和依据,同时建立的接触力模型为其他非公差间隙圆柱副机构动力学分析提供了更准确的数学模型。     

汽车驱动桥系统模态综合动力学建模与分析

提出一种汽车驱动桥系统的模态综合动力学建模与分析方法,采用非线性轴承单元实现传动系模型与桥壳模型的耦合建模,采用模态综合法对驱动桥各部件的有限元模型进行缩维变换,能够在准确模拟驱动桥系统动力学特性的同时大大缩减系统模型规模,从而快速准确地实现驱动桥系统的静力学非线性求解和动力学分析。以准双曲面齿轮有限元接触分析求得的动态啮合力作为系统激励,计算驱动桥系统的动力学响应,并进行试验验证,数值计算结果能够准确体现准双曲面齿轮动态啮合力激励下的驱动桥系统动力学特性,有效指导驱动桥的减振降噪设计。     

Vertical dynamic responses of a simply supported bridge subjected to a moving train with two‐wheelset vehicles using modal analysis method

The vertical dynamic responses of a simply supported bridge subjected to a moving train are investigated by means of the modal analysis method. Each vehicle of train is modelled as a four‐degree‐of‐freedom mass–spring–damper multi‐rigid body system with a car body and two wheelsets. The bridge, together with track, is modelled as a simply supported Bernoulli–Euler beam. The deflection of the beam is described by superimposing modes. The train and the beam are regarded as an entire dynamic system, in which the contact forces between wheelset and beam are considered as internal forces. The equations of vertical motion in matrix form with time‐dependent coefficients for this system are directly derived from the Hamilton's principle. The equations of motion are solved by Wilson‐θ method to obtain the dynamic responses for both the support beam and the moving train. Compared with the results previous reported, good agreement between the proposed method and the finite element method is obtained. Finally, the effects of beam mode number, vehicle number, beam top surface, and train velocity on the dynamic responses of the entire train and bridge coupling system are studied, and the dynamic responses of beam are given under the train moving with resonant velocity. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

斜齿行星传动多体动力学建模与分析

建立了斜齿行星传动的多体动力学模型,对其进行了动态特性仿真,获知了该类系统的自由振动特性、稳态动力响应以及部分设计参数对系统动态特性的影响规律。根据系统特征值的重根数、中心构件的振型坐标及各行星轮间振型坐标的比例,将斜齿行星轮系的自由振动归结为3类典型振动模式,即：轴向平移—扭转振动模式、径向平移—扭摆振动模式和行星轮振动模式,并进一步给出了各类模式的特点。当不考虑构件自身柔性时,基于多体动力学模型的自由振动特性与前人的集中参数模型的仿真结果完全一致,表明了本文所建模型的正确性。斜齿行星轮系的稳态动力学响应表明,内、外啮合力在一个啮合周期内围绕静态均值作较大幅度的波动,而啮频激励是引起该类系统振动的主要原因。参数影响分析表明,构件支承刚度和行星轮周向安装误差对系统动态特性的影响明显,浮动太阳轮、严控行星轮周向安装误差可有效抑制系统的振动。     

基于动刚度实验的发动机悬置系统计算模型及模态验证

计算模型的真实性、可靠性是模型建立的关键问题,线性系统动力学模型不能适应参数呈非线性系统的建模。以发动机悬置系统为例,通过实验获得刚度和阻尼参数,用实验的质量矩阵、刚度矩阵建立系统动力学计算模型,通过实验运行模态与计算模态相关分析得到验证模型。结果表明考虑动刚度参数的计算模型比传统静刚度模型更接近真实情形。     

药品包装线开盒机刚柔耦合动力学仿真分析

目的研究柔性杆件从实际工况开始,随着工作转速的提高对开盒机动态性能和开盒角度的影响。方法利用Solid Works建立了开盒机的三维实体模型,通过导入ADAMS建立开盒机的纯刚体模型,利用Ansys对杆件进行柔性化处理,生成模态中性文件,将其导入纯刚体模型中建立开盒机的刚柔耦合模型,并进行动力学仿真分析,仿真结束后将载荷文件导入Ansys进行关键部件的应力分析。结果得到了开盒杆相对吸盒杆的最大转角和关键部件的受力,得出工作转速340 r/min为此开盒机的极限转速,且通过加强杆件的强度可以使开盒机提速运行,但必须进行全面的动态性能研究和优化。结论采用刚柔耦合分析方法可以更真实地仿真开盒机的实际运动状态,尤其是在工作转速较高阶段,且相对于纯刚体模型,可以更全面地分析开盒机的动态性能。     

基于分布参数模型的复合自复位结构参数分析

该文提出一种复合自复位结构,该结构在体系层次上由主、次两个子体系组成。主体系承担结构基本的使用功能,可以简化为剪切梁;次体系承担控制结构损伤模式、耗能和自复位的功能,可以简化为底部带有弹性转动约束的弯曲梁;二者组成复合自复位结构的剪弯梁分布参数模型。求解微分方程得到体系振型方程的闭合解。将剪弯刚度比和弯曲梁与底部弹性转动约束刚度比作为参数,分析了二者对体系的特征值、振型、振型参与系数和振型转角的影响,从动力学的角度解释了体系控制损伤模式的机理。利用该分布参数模型,可以合理地选择两种刚度比参数,使体系的层间位移分布均匀。结合振型叠加法计算结构响应,该模型可以为体系的初步设计和方案选择提供一定的参考。     

编织结构复合材料动态特性的实验模态分析

利用实验模态分析方法对碳纤维/环氧树脂编织结构增强复合材料的动态力学特性进行了实验研究, 确定了编织复合材料梁、管的振动模态参数与传递函数, 并与钢质梁、管的动态性能相比较。结果表明: 在冲击脉冲载荷作用下, 先进编织结构复合材料与传统金属材料相比具有较高的固有频率、阻尼比, 以及比刚度大、稳定性好、对冲击脉冲载荷作用的减震效果等良好的综合动力学特性。      

Effect of load history on the performance of corrugated fibreboard boxes

This paper investigates the effect of load histories (static and dynamic) on the compression strength and shock absorption properties of corrugated fibreboard boxes. Experiments were set up in the laboratory to simulate compressive forces and drops that occur during normal transportation of packaged products. The results show that static compression forces (not to failure) do not have significant influence on the compressive strength or shock absorption of corrugated boxes, and that dynamic compression forces do have a significant influence on these performance factors. This study was limited to one box size and style and suggests that more extensive research be undertaken to determine the effects of previous loading histories on a broad range of box configurations.     

弱光61单元自适应光学系统的校正有效性分析

基于Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式模式复原原理,分别就光学系统静态误差和大气湍流扰动引起的动态波前误差两种情况,定义了静态模式因子和动态模式因子两个变量,用来分析弱光６１单元自适应光学系统的校正有效性。