大载荷液压阻尼器振动试验台刚度优化

试验台系统动态刚度影响大载荷液压阻尼器阻尼特性测试精度。振动载荷作用下试验台系统变形包括结构拉伸变形和螺纹动态游隙,对各部分变形值进行了计算分析,通过标定试验测得了试验台结构实际刚度,在分析和标定的基础上优化了试验台的结构,优化后试验台系统刚度显著提高,使得振动测试结果更加准确地反映阻尼器的液压阻尼特性。文中研究工作为大载荷动态振动试验台的结构设计提供参考。     

机床垫铁刚度特性辨识方法研究

机床垫铁的刚度阻尼特性对整机动态性能有着重大影响。在分析机床垫铁结构的基础上,利用基于经验数据的计算方法和基于实验测试的辨识方法,分别得到了垫铁的刚度阻尼特性参数。研究了不考虑垫铁刚度、基于经验数据计算和基于模态测试辨识的垫铁刚度阻尼特性对床身谐响应特性的影响。频响函数仿真与实验对比结果表明,机床在设计及性能仿真时必须考虑垫铁刚度,且基于实验测试辨识方式获得的参数具有更高的精度。     

基于FLUENT迷宫密封动力特性分析

利用CFD有限元软件Fluent计算迷宫密封三维流场,提出一种计算密封动力特性系数的方法,并研究了偏心率、入口预旋、涡动速度对转子密封动力特性的影响.计算结果表明:入口预旋是产生交叉刚度的主要原因,入口预旋越大交叉刚度越大;主刚度和交叉阻尼与偏心率的关系基本上是线性的,而交叉刚度和主阻尼随偏心率变化呈现明显的非线性.交叉刚度和主阻尼是影响密封转子系统稳定性的重要因素.     

基于有限元的液压双腔减振刚度性能优化研究

液压减振器在高铁、重型机械和汽车中广泛应用。针对液压减振系统刚度易受不同液压油压缩性、粘压性和抗剪性等特性影响的问题,分析对比不同液压油阻尼特性,获得具有最佳阻尼特性的油液介质。为了优化液压减振刚度,分析计算具有浮动活塞隔离的减振系统的理论刚度。基于流固耦合原理,采用ADINA有限元分析软件,建立了两种硅油减振介质的流固耦合模型,获得了弹性模量和粘度等对刚度的影响程度。仿真结果表明,它与理论计算刚度相差1%,获得了较好的契合度,也验证了采用浮动密封块结构形成上下两级弹簧腔的液压减振器可变刚度的方案的可行性,为减振器的优化设计提供了很好的参考。     

柱面气膜密封动力特性系数的数值计算

针对柱面气膜密封系统动态特性分析问题,应用微扰线性化分布参数法建立密封气膜的微扰动态压力微分方程组,给出柱面气膜密封双自由度微扰下密封气膜的动态刚度和动态阻尼系数的计算方法;建立密封气膜的8个动态刚度、阻尼系数的有限元分析模型,给出有限元数值仿真计算流程和方法;通过算例验证数值计算模型和求解方法的正确性并重点研究可压缩数和平均膜厚对气膜动特性系数的影响.以柱面顺流螺旋槽带坝界面结构为例计算密封气膜各项动特性系数并给出不同条件下的变化规律曲线,气膜的正向刚度系数和正向阻尼系数呈现较为复杂变化状况,交叉刚度系数和交叉阻尼系数呈现轴对称特性.密封气膜动特性系数数值计算为稳定性分析提供了基础,为密封系统设计提供了指导.     

磁力轴承刚度阻尼特性研究

叙述了磁力轴承系统的结构及刚度和阻尼特性的基本理论。分析了磁力轴承系统的刚度阻尼特性与系统结构参数及其控制器特性之间的关系，同时分析采用了PID控制的磁力轴承刚度阻尼与控制系统各参数之间的关系，提出一种简便的PID参数设计方法。     

随机变刚度电磁支撑装置支撑特性分析

为研究动态电磁关系对随机变刚度电磁支撑装置支撑特性的影响,建立了电磁支撑装置支撑特性的数学模型,采用类比推理方法分析了动态附加支撑刚度和阻尼参数对电磁支撑刚度特性的影响,得到了随机电流与偏置电流合理匹配关系和随机电流变化频率的合理取值范围。数值仿真计算表明只要电磁支撑装置的工作参数取值合理,完全可以忽略附加支撑刚度和阻尼参数对电磁支撑刚度特性的影响,满足支撑刚度参数随机变化特征的要求。     

抗蛇行减振器的模型研究

分析了广泛应用于动车组车辆上的抗蛇行减振器的工作原理,将抗蛇行减振器的力学特征抽象为弹簧、阻尼单元,在Maxwell等效参数模型的基础上,考虑抗蛇行减振器油液阻尼的分段特性,同时考虑橡胶节点刚度和油液刚度,建立液压减振器的分段线性模型。在此基础上,求解抗蛇行减振器的动态阻尼与动态刚度。同时,针对应用在动车组上的某抗蛇行减振器进行动态特性试验,得到减振器的动态阻尼和动态刚度曲线。最后,将分段线性模型的计算结果与两种线性阻尼的Maxwell模型计算结果、试验结果进行对比,验证了模型的准确性。     

考虑激振频率的可倾瓦推力轴承动特性理论与试验研究

为了研究激振频率对可倾瓦推力轴承动特性的影响,提出考虑激振频率的动特性建模方法和试验方法。依据可倾瓦轴承刚度和阻尼定义,将激振频率引入可倾瓦推力轴承动特性计算过程,通过建立轴向扰动下的膜厚方程、雷诺方程及瓦块运动方程,推导出包含激振频率的可倾瓦推力轴承动特性数学模型,计算分析刚度和阻尼随扰动频率(激振频率与主轴转频的比值)、转速及载荷的变化规律;采用脉冲激振法在可倾瓦推力轴承试验台进行动特性试验,得到不同激振频率、转速及载荷条件下刚度、阻尼的试验结果,并和相应的理论计算值进行对比分析。结果表明：当扰动频率较小时,可倾瓦推力轴承刚度随其增加而逐步增大,阻尼随其增加而逐步减小;当扰动频率增加到一定程度后,其刚度和阻尼逐步趋于稳定。此外,转速和载荷对其刚度和阻尼随扰动频率的变化幅度基本无影响。     

齿轮传动系统建模与动态响应特性分析

针对齿轮箱的动力学响应特性进行了研究,探究了齿轮传动系统的动力学建模与动态响应计算分析的问题。以集中参数法建立齿轮传动系统的一维有限元模型,利用铁木辛柯梁原理和材料力学理论建立轴系的全自由度刚度矩阵和质量矩阵,由给定的模态阻尼系数确定系统的阻尼矩阵。考虑由于齿轮耦合和轴承刚度的影响,建立附加刚度矩阵。将由齿轮副啮合传递误差和动态啮合刚度计算获得的动态啮合力作为激振力代入动力学方程,采用动柔度法计算轴承处的动态响应。利用上述原理对某型号齿轮箱的动态响应特性展开分析,计算了其轴承处的加速度响应,并与台架试验测试结果进行对比,两者结果一致性较好,验证了本套建模理论的可靠性,为齿轮箱设计初期阶段的优化提供了理论依据。     

爬行物理模型的建立与仿真分析

建立了爬行的物理模型(2自由度质量—弹簧—阻尼系统),根据模型所描述的动力学系统建立了状态参量的数学表达式,仿真分析了系统的刚度(水平、垂直方向)、阻尼比、质量和静动摩擦因数的差值对爬行评价指标的影响,从而得出：增大水平方向的刚度,减小阻尼比、系统的质量和静动摩擦因数的差值,增大驱动速度,适当地提高垂直方向的刚度,控制系统垂直方向的振幅可明显地减小爬行,并给出了表明仿真结果正确性的试验例证。     

矿用汽车油气悬架系统建模与仿真

以WC5铰接式矿用汽车的油气悬架系统为研究对象,建立了包括刚度、阻尼、摩擦等因素的油气悬架系统非线性数学模型,并对油气悬架系统刚度特性和阻尼特性进行分析;分析表明,蓄能器初始条件直接决定着油气悬架的刚度特性,增大悬架缸的内径,减小单向阀、阻尼孔的直径则产生的阻尼力增大,这为矿用汽车油气悬架系统的设计提供了一定的参考依据。     

履带起重机臂架后倾动力学仿真

履带起重机在突然卸载时臂架后倾是整机稳定性和防后倾机构设计要考虑的工况.应用ADAMS软件对臂架及整机在履带起重机在突然卸载时臂架后倾工况时的动力过程进行仿真,并对防后倾机构的刚度和阻尼进行参数优化,以达到减轻臂架振动、提高整机防后倾稳定性的目的.     

智能振动压路机动力学特性建模分析

根据智能振动压路机激振模式及结构特点,提出一种新的4自由度动力学模型,以XG6133D型智能压路机为例,研究了压实进程中,随土壤的刚度系数增大,阻尼系数的减小,振动轮及机架在多模式下的动力学响应特性,揭示压实进程中振动轮受到土壤的压实反力、摩擦力的变化规律,分析振动轮产生“垂直跳振”、“水平打滑”等复杂工况的可能性,提出了保证压实质量的有效措施.     

捷联惯导减振器参数估计与光纤环应力响应分析

建立了捷联惯导系统的有限元模型,提出用单自由度弹簧振子模型估计减振器的刚度和阻尼系数的方法,并得到实验的验证。提出用一维系统低频逼近多自由度解耦系统的近似分析方法。解释了陀螺随机振动响应曲线高频波动的原因。分析了光纤环的材料刚度和几何参数对其内应力的影响规律。     

转子-轴承系统局部边界参数识别方法

为了提高实际工程中转子系统某一局部结构的动力特性和计算效率,便于局部振动分析并简化系统建模,提出了一种局部约束参数识别方法。考虑系统各部件间的耦合效应,对转子系统的轴和盘片结构进行分解,建立子系统与主系统。通过动力学方程推导,获得局部求解,识别子系统与主系统的边界单元约束刚度与阻尼。通过识别的约束刚度阻尼建立子系统,计算其各个节点的响应,并将其与整体模型的对应节点响应结果进行对比验证,证明了该方法的可行性。该方法为旋转构件局部结构的建模与振动分析提供了便利。     

富气压缩机用干气密封的设计和制造

通过数值计算的方法应用涡量-流函数方程、纳维-斯托方程、雷诺方程对密封端面间气膜刚度进行计算，以获得最大的刚漏比和较大的气膜刚度作为优化目标，对影响刚漏比、气膜刚度、承载能力、泄露量的因素进行分析，从而获得最佳的槽型参数，对于干气密封的设计具有一定的指导意义。     

考虑游隙的滚动轴承刚度模型及其时变特性分析

为了研究滚动轴承时变刚度对精密机床主轴回转精度的影响规律,在考虑游隙的条件下,建立滚动轴承的时变刚度模型,并提出采用平均刚度和刚度幅值变化率来表征刚度的时变特性。以深沟球轴承为例,分析了不同径向游隙、载荷、滚动体数对滚动轴承时变刚度的影响规律。结果表明,轴承的平均刚度与径向游隙负相关,与载荷和滚动体数正相关;刚度幅值变化率随着径向游隙的增大总体呈增大趋势,随载荷和滚动体数的增大总体呈减小趋势,但是,当等效承载滚动体数为整数时,滚动轴承刚度的时变特性最为明显。为了减小轴承刚度的时变特性,应当根据载荷等工况条件,选择合理的游隙和滚动体数。     

电液伺服阀中弹簧管刚度测量方式转换的研究

为了使新研制的刚度测量台在伺服阀弹簧管刚度的高精度测量中得到很好地应用,在对传统的手工吊砝码施力、显微镜读取变形的弹簧管刚度测量老方法的受力变形分析的基础上,推导出弹簧管力矩-转角刚度与显微镜观测点线位移的表达关系式,然后选取多个弹簧管进行两种测量方法的对比实验,对实验数据进行分析并同理论推导的表达式进行对比,修正其关系式,给出实际生产应用中两种测量方法的转换修正系数和对应表达式,据此可以将弹簧管刚度测量老方法转换为新型刚度测量台测量方式。     

Design and experimental study of a passive power-source-free stiffness-self-adjustable mechanism

Passive variable stiffness joints have unique advantages over active variable stiffness joints and are currently eliciting increased attention. Existing passive variable stiffness joints rely mainly on sensors and special control algorithms, resulting in a bandwidth-limited response speed of the joint. We propose a new passive power-source-free stiffness-self-adjustable mechanism that can be used as the elbow joint of a robot arm. The new mechanism does not require special stiffness regulating motors or sensors and can realize large-range self-adaptive adjustment of stiffness in a purely mechanical manner. The variable stiffness mechanism can automatically adjust joint stiffness in accordance with the magnitude of the payload, and this adjustment is a successful imitation of the stiffness adjustment characteristics of the human elbow. The response speed is high because sensors and control algorithms are not needed. The variable stiffness principle is explained, and the design of the variable stiffness mechanism is analyzed. A prototype is fabricated, and the associated hardware is set up to validate the analytical stiffness model and design experimentally.