预紧垫层结构振动环境下层间转动试验

振动环境下预紧回转体结构的层间相对转动滑移问题,一直是困扰工程设计领域的难题。为研究预紧回转体结构在振动环境下的层间转动现象,笔者设计了多层回转体预紧垫层结构,并基于Hamilton原理建立了该结构的动力学模型,分析了该类结构发生转动现象的机理。在此基础上,开展了振动环境下试验件层间转动试验,获得了确定的层间转动现象,并通过调整结构参数研究了振动量级、振动频率、预紧载荷和偏心结构等因素对层间转动的影响。试验结果验证了理论的正确性,深化了预紧回转体结构层间相对转动机理的认识可为该类结构的防转设计提供支撑。     

一类预紧偏心垫层结构的动态特性与稳定性分析

为研究预紧偏心垫层结构的动力学现象及其转动滑移机理,考虑其内层转动和层间相对滑移耦合自由度,建立了结构的动力学模型。数值分析了无滑子系统的动力学现象及稳态振动下的层间临界滑移激励强度;采用区间均匀分布描述初值的策略探讨解对初值的敏感性,统计分析了不同偏心量下全系统层间转动滑移平衡解的概率分布特性。     

非线性弹性材料在多层圆柱结构中接触预紧作用的模拟

利用非线性弹性材料对多层圆柱结构进行接触预紧，涉及到几何非线性和材料非线性以及接触面上摩擦力的影响。当材料间刚度差别较大时，刚度低的材料呈现大变形特征，加大了几何非线性的程度。结构内部预紧力的大小和分布与结构的整体刚度、结合部位的局部刚度、过盈配合程度、接触面积等因素有关。本文对以橡胶作为预紧垫层的双层金属柱体的预紧过程进行了力学实验和数值模拟。预紧后的模型受中心集中力的作用，以得到橡胶垫层在复杂载荷作用下的状况。在数值模拟模型中，接触面采用直接约束模型，摩擦力的模拟选用库仑摩擦模型，预紧力的施加与力学实验模型相同，利用两个金属半圆环逐步压紧橡胶材料。数值模拟结果和实验数据吻合较好，表明结构非线性大变形接触预紧模拟的数值模型是合理的。     

预紧组合结构液压机临界预紧力的研究

预紧组合结构广泛应用于大型液压机本体设计,预紧力的确定是其关键问题。针对锻造液压机,尤其是自由锻液压机经常处于偏心载荷工况这一问题,在现有的偏载工况机架受力分析模型的基础上,进一步引入预紧力,建立了液压机机架临界预紧力的计算模型,并以三缸双球铰液压机为例,推导了其临界预紧力计算公式。设计制造了以某厂120MN三缸双球铰自由锻造液压机为原型的1∶15的本体模型,并对该液压机处于不同工作载荷、偏心距分别为10mm和30mm工况下机架保持整体性所需的临界预紧力进行了实验测试。实验结果表明,所提的临界预紧力计算方法具有一定的可靠性,但该值偏安全。     

滚珠丝杠预紧在装配的应用

滚珠丝杠是数控机床进给传动系统的基本机械传动装置,其预紧将直接影响数控机床的加工精度。本文介绍了装配中滚珠丝杠预紧的原理、预拉伸的计算和控制轴向预紧力的方法。     

新型高温密封的核心方法-预紧碟簧

描述了预紧碟簧的结构特点和预紧力补偿的原理,着重说明了预紧碟簧如何有效地解决高温设备及管道中的泄漏问题,并结合实例进一步说明了预紧碟簧代表了一种先进的浮动预紧和新型的高温密封技术。     

预紧封装光纤光栅温度传感器传感特性研究

为了获得稳定测量温度变化的光纤光栅温度传感器,笔者研究带预紧力的光纤光栅温度传感器的封装技术及其传感特性。通过温度传感理论分析,在避免光纤光栅对温度和应变的交叉敏感情况下,对光纤光栅温度传感器进行有限元Ansys应力分布进行模拟,可知本封装具有一定的减敏作用,温度测量量程增大,满足更多实际工程中的使用。环氧树脂DP420将带有预紧力光纤光栅封装在铍青铜材料的圆柱体内,在恒温鼓风干燥箱对光纤光栅温度传感器进行传感特性研究,40~120℃的范围内,每次升温5℃。所得结果,此光纤光栅温度传感器的温度灵敏度系数为23.81pm/℃,是裸光纤光栅传感器的2倍,且线性度达0.999以上。该文对光纤光栅工程化具有较大的应用价值。     

滚动轴承工作时预紧力的变化及在线测量

轴承在工作时预紧力变化,将对整个轴系的工作性能产生影响.本文着重讨论“背靠背”安装的角接触球轴承因环境温度变化而使预紧力变化的机理,以及预紧力变化量的计算方法;介绍了采用测力轴承进行预紧力在线测量的工作原理.附图幅参考文献3篇.     

预紧碟簧在加氢高压换热器上的应用

分析了炼油厂加氢裂化装置高压换热器频繁内漏的原因,表明螺栓预紧力不够是导致高压换热器频繁内漏的主要原因;提出应用预紧碟簧来补偿螺栓预紧力.结果表明,预紧碟簧能够很好地补偿由于系统波动而导致的螺栓预紧力松弛,从而彻底解决加氢高压换热器的内漏问题.     

[装配技术]九级盘装配连接螺栓预紧力评估与分析

为探明航空发动机九级盘装配中螺栓重复使用有效预紧力范围,以螺纹摩擦试验机为测试手段,搭建九级盘连接模拟装配环境,研究航空发动机螺栓重复拧紧预紧力大小及其变化规律。开展了重复15次拧紧扭拉关系试验,试验设置了充分润滑、局部润滑与无润滑对比组,分析不同润滑条件下重复拧紧对螺栓预紧力变化规律及目标载荷的影响。试验结果表明,润滑对减小接触面的摩擦因数值并提高摩擦因数的稳定性具有积极意义,进而能够提高扭矩转化为预紧力的效率和稳定性;重复拧紧会改变预紧力的转化效率及稳定性,且不同的润滑条件下所表现出的规律也不尽相同。研究结果为九级盘螺栓重复使用预紧力评估提供一定参考。     

电子模块结构互连可靠性研究

LRM模块被大量应用于各类电子系统中,其中快速拔插锁紧装置为实现LRM模块快速插拔锁紧功能的关键,针对不同模块,在不同重量、空间和环境条件要求下,所选用的锁紧装置的规格、数量、拧紧力矩要求等是否能够满足可靠性要求将变得非常重要。通过力学分析结合相关试验理论,对影响快速拔插锁紧装置的各个参数进行分析计算,以验证设计是否合理,并将结果与已通过验证案例进行比较,证明方法可行。     

液气缓冲器节流阀的参数优化

在建立液气缓冲器数字仿真模型基础上，进行了节流阀主要参数的性能分析，得到阀口直径、阀芯长度、弹簧预紧力对缓冲器特性的影响规律。将这些主要影响参数设计成参变量，以缓冲效率最大为目标函数，选用改进的遗传算法进行优化计算，得到缓冲器发挥最大效能的节流阀口部分参数组合。     

U+K节流槽滑阀的数值模拟

利用Solidworks建立U+K型节流槽滑阀的三维模型,通过Fluent软件仿真计算得出阀口前后压差恒定时各模型的压力分布和速度分布云图,根据所得流量值和稳态液动力值绘制了曲线。利用等效阀口面积原理理论计算了U+K型节流槽的过流面积及液动力,绘制了液动力曲线与仿真值进行了比较。     

基于 Fluent 的球柱式结构绕流数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent ,采用分块网格划分,选择层流模型和不可压缩的N -S方程,对低雷诺数下不同流速的球柱模型黏性绕流场进行仿真计算。结果表明：圆柱杆与来流方向的绝对倾角越大,对圆球绕流场的影响越大,圆球表面的受力越不对称。建立了模型圆球表面所受作用力与来流速度、流向间的关系曲线,说明来流速度越大,圆球表面所受阻力越大;带有较细的圆柱杆的模型使其圆球表面受力发生了微小变化;圆柱杆的摆放位置对圆球表面受力影响不大。圆柱杆在 XZ平面内与X轴正向夹角θ越小,圆球表面受到的阻力就越小,更接近单个圆球绕流场。     

橡胶O形密封圈最大接触压力数值分析

以O形圈为研究对象,利用有限元模拟软件ANSYS对O形圈的材料特性以及预紧时的压缩率进行了模拟研究,得出了不同材质O形圈在不同压缩率下的最大初始接触压力和其分布规律。并且通过对数据的处理得到了一般情况下求解初始最大接触压力的数学表达式。     

Force Feedback Coupling with Dynamics for Physical Simulation of Product Assembly and Operation Performance

Most existing force feedback methods are still difficult to meet the requirements of real-time force calculation in virtual assembly and operation with complex objects. In addition, there is often an assumption that the controlled objects are completely free and the target object is only completely fixed or free, thus, the dynamics of the kinematic chain where the controlled objects are located are neglected during the physical simulation of the product manipulation with force feedback interaction. This paper proposes a physical simulation method of product assembly and operation manipulation based on statistically learned contact force prediction model and the coupling of force feedback and dynamics. In the proposed method, based on hidden Markov model(HMM) and local weighting learning(LWL), contact force prediction model is constructed, which can estimate the contact force in real time during interaction. Based on computational load balance model, the computing resources are dynamically assigned and the dynamics integral step is optimized. In addition, smoothing process is performed to the force feedback on the synchronization points. Consequently, we can solve the coupling and synchronization problems of high-frequency feedback force servo, low-frequency dynamics solver servo and scene rendering servo, and realize highly stable and accurate force feedback in the physical simulation of product assembly and operation manipulation. This research proposes a physical simulation method of product assembly and operation manipulation.     

多工步橡皮成形工艺过程数值模拟研究

采用非线性有限元分析软件对复杂飞机舱门内衬板零件的橡皮成形过程进行计算机模拟。涉及到模拟算法的选择,多工步成形与回弹的数据处理技术,多个工步成形工艺设计,摩擦算法、罚参数的确定;预示和分析了3个工步的模拟过程中板料回弹,材料变薄,起皱,板料贴模的影响因素。     

溢流微通道热沉优化设计

在微型冷却器装置中采用短微通道比采用长微通道具有更高的热传递效率。为了实现高传热系数,文中设计了内部结构为溢流形式的微通道结构。该研究的目的是确定一个参数集,以便优化微通道器件内部的热分布。文中使用ANSYS 软件对溢流形式微通道结构的参数进行了优化分析。实验测量结果与仿真结果吻合良好。     

喷嘴挡板先导式燃气阀阀芯气动力分析研究

小型燃气开关阀用于控制射流燃气的通断,是飞行器姿态调整机构的关键部件。基于国内外燃气阀的研究,设计了一种喷嘴挡板先导式燃气阀。为研究燃气阀阀芯受力特性,通过动量定理分析得出阀芯所受气动力的主要影响因素为阀口和阀芯直径。实验验证了流场数值模拟的准确性;通过流场数值模拟得出了阀口开度越大阀芯所受气动力越大的结论,同时分析得出了结构尺寸对阀芯气动力具体影响规律为:阀芯直径越大阀芯所受气动力越小,阀口直径越小阀芯所受气动力越大。