侧倾角对机械弹性车轮刚度及接地特性的影响

为提高车辆行驶的安全性,对一种新型非充气式机械弹性安全车轮在不同侧倾角工况下的刚度特性及接地特性进行了研究。在充分考虑輮轮体层合结构基础上,基于有限元法建立了包含橡胶材料的不可压缩性、大变形及车轮与地面接触非线性等特征的机械弹性车轮三维有限元模型,并通过加载试验对模型进行了精度验证。将车轮刚度特性及侧倾接地特性的仿真和试验结果进行对比,分析了侧倾角对车轮垂向刚度、下沉量、接地印迹及压力分布等特征的影响。结果表明：车轮的垂向刚度随侧倾角的增大而减小;侧倾角的存在加剧了车轮胎肩部位的应力集中,使接地区域压力分布的均匀性变差。研究结果为分析机械弹性车轮侧倾特性、輮轮胎面的不均匀磨损及其结构优化等提供了参考。     

压电舵机微位移放大机构设计

针对一种新型压电舵机的微位移放大机构，提出一种基于刚度分析的设计方法。阐述了压电舵机的组成及工作原理，并推导出压电舵机数学模型，分析微位移放大机构结构参数对压电舵机系统性能的影响，进而确定了柔性铰链的设计原则。对5种单轴柔性铰链的刚度特性进行分析，得到了柔性铰链刚度比的变化曲线，并采用有限元分析的方法对微位移放大机构进行了参数优化设计。仿真分析结果表明，该种方法对于压电舵机微位移放大机构的设计十分有效。     

车轮动态径向疲劳寿命预测

为解决汽车车轮安全使用性能和寿命要求的问题,对车轮动态径向疲劳寿命进行预测。建立车轮在径向 疲劳试验工况下的有限元模型,通过施加呈余弦函数分布的径向载荷,结合车轮的动态特性,运用nCode DesignLife 软件对其进行疲劳分析,预测车轮在径向疲劳实验时的疲劳寿命。研究结果表明：车轮的轮辐中部、内轮缘、轮辋 内胎圈座处和轮辋内侧是疲劳损伤的主要部位,可为车轮结构的进一步优化提供依据。     

基于Mooney-Rivlin模型的车辆环形橡胶减震器径向刚度计算与参数优化

环形橡胶减震器作为车辆传动装置的支撑部件,其径向刚度直接影响车辆传动装置的运行品质与机械寿命,其减震效果与橡胶材料的理化特性、减震器的结构形式密切相关。基于Mooney-Rivlin模型,在ANSYS-Workbench平台上进行环形橡胶减震器径向受载工况的仿真分析,对比采用两种橡胶材料的环形减震器在不同温度环境条件下的径向刚度,并以环形橡胶减震器最大径向刚度为优化目标,在橡胶层应力强度约束条件下进行环形减震器的几何参数优化。结果表明,参数优化后提高了车辆传动系统可靠性,所得结果为橡胶减震器的力学性能研究提供了方法和依据。     

轴向载荷对大长细比导弹稳定性的影响研究

大长细比飞行器的刚性模态和弹性模态极易发生耦合失稳现象。轴向载荷作用下其结构刚度特性会发生变化,进一步降低其稳定性。使用有限元方法分析了大长细比导弹在轴向载荷作用下的结构刚度特性。采用当地流活塞理论计算弹性体变形的气动力,耦合结构运动方程,基于模态坐标在状态空间内实现结构运动方程的特征值分析和时域求解,研究轴向载荷对大长细比导弹稳定性的影响。研究发现：大轴向过载作用下,大长细比导弹的刚性模态和弹性模态将出现耦合失稳,且随着轴向过载的增加,弹体的结构刚度特性下降,失稳速度降低。     

火炮后坐能量转换装置电磁振动特性分析

针对火炮后坐能量转换装置运行过程中产生的电磁振动现象,分析了电磁振动对装置运行的影响。基于有限元法对火炮后坐能量转换装置电磁场进行分析,结合麦克斯韦张量法对该装置运行过程中的径向电磁力进行计算;建立火炮后坐能量转换装置三维结构模型,并利用有限元软件对其进行模态分析;将计算出的径向电磁力耦合到结构有限元模型当中,对火炮后坐能量转换装置进行电磁振动响应分析。分析结果表明:火炮后坐能量转换装置电磁振动幅值较小,但容易发生共振,电磁振动特性分析对装置电磁参数和结构参数的优化设计具有参考意义。     

双列角接触球轴承动刚度特性分析

为研究双列角接触球轴承动刚度特性,在双列角接触球轴承动力学分析基础上,建立双列角接触球轴承动刚度仿真分析模型。采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的算法对双列角接触球轴承动刚度模型进行求解,分析轴承结构参数和工况参数对轴承动刚度的影响。分析结果表明：沟曲率半径系数对轴承动刚度影响较小,随着内、外沟曲率半径系数的增加,径向刚度略有增大,轴向刚度和角刚度相对减小;增加钢球数有利于提高轴承动刚度;轴向预紧量较大时轴承动刚度较高,但过大的轴向预紧会使轴承寿命降低,应合理确定轴向预紧量;随转速的增大,轴承动刚度先减小后增大,且转速较低时可近似以接触刚度代替轴承动刚度,转速较高时应综合接触刚度和油膜刚度求得轴承动刚度;外载荷对轴承动刚度有较大影响,加大径向载荷和轴向载荷有利于提高轴承动刚度,随着力矩载荷的增大,轴承动刚度变化较为复杂,但整体上,呈现先减小后增大的趋势。     

新型零泊松比类蜂窝结构面内非线性刚度研究

几何非线性刚度研究对变形飞行器结构大变形的应用具有重要意义。为研究具有正弦波纹壁的零泊松比类蜂窝结构面内大变形时的非线性力学行为,基于非线性梁理论,考虑几何非线性建立了大变形下的非线性力学模型。利用有限元仿真验证了理论分析方法的正确性,通过参数分析讨论了几何参数对等效应力-应变曲线的影响。结果表明,随着应变的增加,结构的几何非线性造成结构的等效拉伸刚度增大;应力-应变曲线受波纹度、蜂窝角、厚度比的影响较大,受高度比影响不明显。     

基于奇异值分解的惯性测量组合减振系统非线性刚度识别

介绍了基于奇异值分解的复解析小波脊线提取方法,并用仿真算例进行了验证.设计了基于冲击响应的非线性刚度识别程序.采用半正弦冲击对惯组减振系统的非线性特性进行试验研究,验证了方法的可行性,分析了非线性系统刚度和阻尼的变化规律.对于非线性特征比较明显的结构,使用该方法的参数识别结果具有较高精度.     

新型柔性路面结构非线性分析方法研究

为预测敷设于松软泥泞地基之上的柔性路面在车辆荷载下的静力性能,选取Duncan-Chang本构模型模拟地基土体非线性弹性力学特性,将柔性路面结构简化为膜-梁单元力学模型。考虑路面结构受载大变形、地基与路面的接触非线性,采用有限元分析软件Abaqus建立柔性路面结构的非线性分析模型,得出了路面结构受载后变形和内力响应等结果,并通过实载试验验证了数值分析结果的准确性。结果表明,基于Duncan-Chang本构模型的路面结构非线性分析方法能够满足工程分析要求。     

基于三维梁理论的电磁轨道炮复合身管抗弯性能分析

基于复合材料的三维厚壁梁理论,考虑梁的三维应变、挠曲等效应,建立了圆形电磁轨道炮身管纤维缠绕复合外壳的等效抗弯刚度计算模型。采用组合梁的等效抗弯刚度计算法,对纤维缠绕的轨道炮身管的整体抗弯刚度进行了分析,并与层合板理论法、有限元法做了对比。结果显示,3种计算方法在缠绕角度较大时,计算结果一致性较好。分析了纤维缠绕角度的变化、不同径向位置的碳纤维缠绕角度变化以及不同内膛绝缘材料对身管轴向抗弯刚度的影响。研究结果表明：身管的轴向抗弯刚度在缠绕角度较小时,随着缠绕角度的增大,呈明显的下降趋势,并且其受内层碳纤维的缠绕角度影响要比外层碳纤维的要大;高密度、高弹性模量的内膛绝缘材料并不一定就能提高身管的轴向抗弯刚度。     

负重轮非线性有限元力学分析及建模研究

建立了负重轮的三种三维有限元力学模型 ,在考虑三重非线性的情况下 ,用 ANSYS有限元分析软件计算了负重轮的应力应变分布。通过对比三种模型的计算结果 ,分析了它的应用条件并总结出建立负重轮有限元力学分析模型的方法。     

弹子加压装置接触状态有限元分析

针对弹子加压装置,采用ANSYS软件对弹子与弹子槽的接触状态进行了有限元仿真分析.有限元仿真计算结果与试验结果均表明:当载荷达到40 kN时,最大接触变形可达40μm,弹子盘的最大接触应力为1.4GPa,弹子的最大接触应力为1.32 GPa,均在弹性范围内.对于弹子与弹子盘的接触,采用经典的赫兹接触模型的计算结果与有限元仿真计算结果和实测结果存在较大的偏差,说明经典赫兹接触模型并不适用于弹子和弹子槽的接触分析,应对其进行修正.     

模型负重轮轮缘材料的动态温度升高规律有限元与试验分析

应用ANSYS软件建立了橡胶和聚氨酯弹性体两种材料模型负重轮的应力场有限元模型,计算出节点生热率,作为负载导入到温度场有限元模型中,进行温度升高有限元计算,得到两种轮缘材料的动态温度升高规律,并且进行了试验论证,得到温度升高规律的简单经验公式。     

基于变形能的粘弹性薄阻尼层结构阻尼特性分析

为了研究多弹性层约束阻尼结构的阻尼性能,将变形能原理应用于粘弹性薄阻尼层约束阻尼结构阻尼特性分析中,在一种薄阻尼层结构基础上,给出了一种求解结构损耗因子的理论方法,获得了结构损耗因子与材料损耗因子、阻尼结构剪切参数、刚度参数的耦联关系。引入该理论,对层间厚度、相关阻尼参数进行了优化分析。针对两个应用实例,通过有限元模态应变能法对比表明,变形能理论法计算结果与有限元法实验结果比较一致,验证了该理论方法的合理性。为研究多弹性层约束阻尼结构损耗因子的计算、机械产品的设计及结构改进等问题提供了一定的理论参考。     

轿车白车身模态分析研究

以某轿车白车身为研究对象，在Hypermesh中建立其有限元模型，再导人到ANSYS中对该有限元模型进行模态分析，从而求得白车身的固有振动特性，在进行有限元分析的同时对样车白车身进行模态试验分析，用试验结果验证有限元模型，结果表明，该车自车身的刚度较大，为后续的优化设计提供了一定的空间。     

某车型发动机舱盖刚度与强度分析与校核

基于有限元法对某车型的发动机舱盖进行刚度和强度的分析与校核,使用片体简化舱盖数模,导入Hyper-Works有限元分析软件中,使用壳单元对分析模型进行离散化;以实际工况为依据,对模型所受到的力与扭矩进行加载。通过软件求得零件在各种工况下的应力和位移,通过计算求得弯曲刚度和扭转刚度;根据零件的安全系数校核各零件的强度,通过与参考车型发动机舱盖的刚度相比较,考量设计是否满足需求。     

基于径向基点插值法的大口径火炮身管固有频率特性研究

考虑炮口制退器和炮尾的影响,建立身管弹性动力学方程,结合有限元法与无网格方法的各自优点,基于径向基点插值法。以积分点所在的单元支持域作为积分点的插值域,提出单元支持域径向基点插值法。建立离散形式的身管弹性动力学方程,计算获得身管固有频率。通过数值算例和实验验证了所提方法求解身管模态的有效性。计算结果表明：在相同网格数的情况下,所提方法能够得到更准确的结果,而且与实验结果相吻合。