永磁式冲击加载缓冲器设计

基于火炮冲击加载试验台的工作原理,为使模拟试验中作用于被试火炮上的冲击载荷更符合实弹射击时的载荷要求,在冲量发生器与被试火炮之间设计安装了缓冲器。通过缓冲器的作用,避免了两结构间产生高峰值的撞击载荷,进而使传递给后坐部分的载荷更接近于火药燃气产生的炮膛合力。根据火炮动态后坐模拟试验的需求,提出了一种Halbach阵列永磁式电涡流缓冲器结构。利用二维轴对称电磁场有限元瞬态分析方法建立永磁式电涡流缓冲器受力分析计算模型,将仿真计算结果与实弹射击试验数据相对比,得出了冲击加载试验中被试火炮后坐运动与实弹射击后坐运动趋势相一致且误差满足设计要求的结论。     

拦阻钩缓冲器动力学性能试验研究与分析

开展了舰载机拦阻钩缓冲器动力学特性研究,提出了舰载机拦阻钩缓冲器动态力学特性及拦阻钩系统冲击性能试验方法,搭建了试验系统,进行了拦阻钩系统垂向冲击试验,揭示了拦阻钩缓冲器阻尼力随行程的变化规律。结果表明,缓冲器初始充填压力较小时,不利于拦阻钩顺利挂索,通过提高缓冲器初始充填气体压力,可以有效提高拦阻钩止转性能,有利于拦阻钩顺利挂索。将缓冲器动态阻尼特性曲线引入冲击环境下的拦阻钩纵向运动分析模型,对拦阻钩反弹高度计算结果与试验实测数据进行比较。结果表明,反弹高度计算曲线有效地反映了拦阻钩钩头的运动特点,计算结果在弹跳高度和弹跳时间上均大于试验测试结果,分析说明了计算误差产生的原因。     

一种多头螺旋式液压缓冲器的设计与仿真

在前期单头螺旋式液压缓冲器研究的基础上,针对高速冲击工况下缓冲器快速耗能的需求,提出一种新型的多头螺旋式液压缓冲器。基于Fluent软件,对多头螺旋式液压缓冲器的槽宽、槽深以及直径等结构参数进行了仿真分析。探究了不同结构参数对缓冲器水头损失的影响,并与前期研发的单头螺旋式液压缓冲器进行了对比。得到以下结论:多头螺旋式液压缓冲器槽宽以及槽深越小,直径越大,其水头损失越大;相比单头螺旋式液压缓冲器,多头螺旋式液压缓冲器更适应于高速冲击,可控性更好。     

月球着陆器用磁流变液缓冲器设计与研究

相对于一般的缓冲器,磁流变液缓冲器(MRFD)在工业应用中逐渐展现出优势,并且有望在探月工程中发挥重要作用。现选取旁通剪切阀式MRFD作为研究对象,推导了其阻尼力的计算公式,总结了缓冲器设计的一些基本准则。通过ANSYS计算不同尺寸的旁通缸的阻尼区的磁感应强度分布,得到缓冲器的阻尼力随旁通缸的尺寸大小变化的关系。最终,通过仿真当施加不同电流时磁感应强度的变化,得到缓冲器阻尼力随线圈电流变化的关系。     

新型液气缓冲器的动态试验及其仿真分析

介绍了一种新型液气缓冲器的结构特征、工作原理和性能特点。并通过落锤冲击试验,验证了该缓冲器的动态性能,得到了数据结果和图形结果。试验结果表明该缓冲器具有缓冲力上升快,容量高等特点。在动力学分析的基础上,建立了数学模型,并编制了可独立运行的仿真程序。其仿真结果曲线与试验结果曲线吻合较好,说明了数学模型和计算方法的正确性及该仿真结果的可信性。为节省试验费用,提高研究效率,使用该仿真程序代替试验来深入研究该缓冲器在不同质量块、不同水平冲击速度下的性能表现。其结果曲线表明该缓冲器的回弹反力小,吸能量大。而且该产品的性能可通过结构尺寸的改变来调整,是一种比较理想的缓冲产品。     

面向高速的磁流变缓冲器多目标优化设计及性能研究

针对目前磁流变(Magneto-rheological,MR)缓冲器结构的设计主要基于Bingham塑性模型,不能解决高速下设计的问题,提出一种可用于汽车碰撞缓冲系统的MR缓冲器结构优化设计方案。基于修正的Bingham塑性(Modified Bingham-plastic,BPM)模型,以阻尼力和动态范围最大化为优化目标,采用改进的非支配排序遗传算法多目标优化算法(Non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA II)对MR缓冲器的关键几何参数进行优化,通过搭建的跌落试验平台对MR缓冲器的工作特性进行试验研究。研究结果表明,与Bingham塑性模型相比较,BPM模型能够较好地预测高速下MR缓冲器的力学特性,试验结果与理论计算一致,采用BPM模型可提高设计的精度;采用多目标优化设计方法,可为MR缓冲器设计提供一系列的Pareto优化前沿解,形成不同系列的设计方案,这对MR缓冲器的工程应用具有重要的意义。     

基于MATLAB的新型液气缓冲器特性及参数分析

为了有效降低冲击振动及噪音,设计了一种具有三段阻尼结构的新型液气缓冲器,并对其建立了计算模型,利用MATLAB编写了仿真模拟程序。以该缓冲器在轨道车辆方面的应用为例,研究了冲击速度、冲击质量对动态特性的影响;冲击速度对初始阻抗力影响较大,冲击质量对初始阻抗力影响较小;冲击动能过大时,该缓冲器在吸收完能量以后,阻抗力才会迅速变大,此种特性完全适合轨道车辆缓冲器的使用要求。并且研究分析了阻尼孔直径、长度以及液体粘度系数对动态特性的影响,为设计出适合各种设备的液气缓冲器提供了理论指导。     

基于COMSOL Multiphysic电涡流传感器的仿真和设计

电涡流探头是电涡流传感器的核心部件。本文从电磁场理论出发,通过二维有限元法构建电涡流探头模型,运用COMSOL Multiphysic软件对电涡流探头的电磁特性进行仿真,研究线圈结构对电涡流传感器性能的影响。依据仿真设计一种反射式环形结构电涡流传感器探头,并进行实验验证。     

重载货车弹簧摩擦式缓冲器的性能研究

介绍了重载货车弹簧摩擦式缓冲器的工作原理,采用ADAMS多体动力学仿真软件搭建了弹簧摩擦式缓冲器的虚拟样机模型.分析了缓冲器的初压力、弹簧刚度、斜面角度、摩擦副间的摩擦因数以及摩擦力对缓冲器工作性能的影响规律.结果表明,初压力和弹簧刚度增大,缓冲器的冲击行程将变小;楔块与中心楔块以及固定斜板与楔块间的角度增大,缓冲器的行程减小,阻抗力增加,且变化趋势呈现非线性.在选定的合理结构参数的基础上进行了冲击试验的仿真分析和试验研究,仿真和试验结果基本吻合.     

正交铺层碳纤维复合材料板电涡流分布三维有限元仿真

采用ANSYS软件对正交铺层CFRP板电涡流分布进行了有限元仿真。建立了包括线圈、复合材料板和空气区域的三维仿真模型,采用谐响应分析方法对模型电涡流进行了计算,重点给出了CFRP板电涡流分布规律。开展了电涡流分布的影响因素分析,分别研究了探头线圈激励频率、激励电压以及探头与CFRP板之间距离对电涡流分布的影响规律,给出了各因素对电涡流强度和分布形状的影响结果。     

活塞式蓄能器在电梯用液压缓冲器中的应用

该文探讨了一种采用活塞式蓄能器复位的电梯用液压缓冲器，通过建立冲击过程的动力学方程，利用MATLAB动态仿真考察系统的缓冲性能，讨论蓄能器对系统缓冲性能的影响。系统缓冲过程平稳，无大的冲击，从理论上论证了带活塞式蓄能器的电梯用液压缓冲器的可行性。     

芯轴式液气缓冲器的动态特性仿真

为解决芯轴式液气缓冲器性能参数不明确的问题，确定各项参数对缓冲器性能的影响，文中根据流体力学相关知识，构建了芯轴式液气缓冲器的缓冲过程数学模型，确定了缓冲器阻尼系数计算方法，并基于Matlab软件编制了缓冲器动态特性仿真程序，探究了芯轴式液气缓冲器的结构参数和冲击工况变化对缓冲器性能的影响。研究结果表明：该模型能够较好地模拟芯轴式液气缓冲器的动态特性。该模型可进一步应用于缓冲器的参数优化设计研究，为同类研究提供参考。     

基于电涡流阻尼的薄壁盘加工振动抑制

薄壁零件具有重量轻、相对强度高等优良特性,在航空航天等领域有着广泛应用;然而由于刚度小,薄壁工件在加工过程中容易发生变形和振动,导致产品难以满足尺寸精度和表面质量要求。为此,提出一种非接触式的电涡流阻尼器设计方法,旨在用于抑制加工过程中薄壁盘类工件的多模态振动。通过建立薄壁盘-电涡流阻尼器的耦合动力学模型,描述时空分布的系统惯量、刚度和阻尼;通过物理模型的模态降维和局部线性化,获得电涡流阻尼和薄壁盘振动位移的线性关系式。利用数值计算,分析电涡流在盘面分布的有效范围,揭示永磁铁的尺寸和位置对电涡流阻尼的影响规律,并提出永磁铁的优化布置方案,仿真分析薄壁盘-阻尼器的耦合动力学行为,为电涡流阻尼器的设计提供依据。最后,理论模型和仿真分析结果通过薄壁盘-阻尼器耦合的阶跃振动和车削加工试验验证;试验结果表明,电涡流阻尼器对薄壁盘振动有较好的抑制作用,在薄壁件加工减振应用中提供一种简单可行的有效方案。     

发动机电涡流缓速器制动力矩的计算

设计了一种新型的电涡流缓速器—发动机电涡流缓速器,首先介绍了设计的新型的电涡流缓速器的优点、结构和工作原理,然后运用电磁场理论推导了发动机电涡流缓速器制动功率和制动力矩的计算公式,最后把发动机电涡流缓速器装在实验台上,制动功率和制动力矩的试验值与计算值十分吻合。     

电涡流磨粒传感器磁场仿真研究

针对电感式磨粒传感器易受磨粒连续性影响和无法识别磨粒材质的问题,通过增大电感式磨粒传感器中磨粒的涡流作用,提出一种电涡流磨粒传感器。结合有限元软件ANSYS Maxwell建立电涡流磨粒传感器的仿真模型,并对不同材质和尺寸的磨粒进行仿真分析,验证电涡流原理在磨粒监测中的可行性。对不同激励频率及线圈内径的电涡流磨粒传感器进行仿真分析。仿真结果表明:电涡流作用可以识别磨粒尺寸,磨粒产生的涡流作用与磨粒尺寸成三次方关系;电涡流作用可以识别磨粒材质,不同材质的磨粒在相同的磁场环境中产生的涡流作用不同;线圈的激励频率越高,磨粒的涡流作用越大;线圈的内径越大,磨粒的涡流作用越小。     

地铁车辆连挂冲击非线性动力学模型

在考虑车钩缓冲器非线性刚度和阻尼、车辆轮轨之间摩擦力的情况下,建立编组列车连挂冲击的非线性模型。根据试验结果,确定了缓冲器的非线性刚度和阻尼,并将数值仿真结果与试验结果进行比较,证明了模型的正确性。使用数值仿真方法,分别研究六车编组、二车编组列车的连挂冲击特性。研究结果表明,车辆连挂碰撞时,冲击分界面处的缓冲器的冲击力、压缩行程最大;不同数量的车辆编组碰撞冲击时,最大冲击力不但存在差异,而且,缓冲器的压缩行程、吸收的能量也不相同;距离冲击分界面较远的车辆之间,可以配置容量较小的缓冲器。     

[车辆工程与测控]基于增强磁场涡流的高速轨道缺陷检测方法

在高速轨道运输领域中,电涡流检测以其非接触、易实现自动化等特点,被广泛应用于钢轨表面缺陷的检测,然而,由于趋肤效应的存在,涡流检测很难探测出内部伤损。提出了一种增强磁场涡流以抑制趋肤效应的方法：在涡流检测线圈之上增加一个通入直流电流的U形电磁铁,用磁轭导磁到钢轨以增强磁轭下的磁场。通过ANSYS软件进行有限元仿真,分析了增强磁场后涡流渗透深度的改变,同时仿真研究了磁轭的提离和间距对检测效果的影响。搭建了高速轨道检测的实验平台,进行了增强磁场涡流实验,结果表明,适当地增大背景磁场能够使涡流检测到深层次的缺陷并可以提高检测信号的信噪比。     

粘性流体阻尼器的设计与试验

提出一种粘性流体阻尼器的结构设计方法,并进行试验验证.分析冲击载荷作用下粘性流体阻尼器的工作原理,基于Maxwell粘弹性流体模型,用分离变量法求解硅油流体流过活塞与缸壁之间间隙时的速度解和切应力,推导出阻尼力的数学表达式,并运用落锤冲击试验确定其中的参数.基于推导的阻尼力表达式选择满足指标要求的阻尼器结构尺寸,设计粘性流体阻尼器样机,并通过跌落试验研究不同冲击速度下阻尼器的力学特性.一方面,从试验分析得到的阻尼系数验证了所计算样机结构尺寸的准确性;另一方面,试验曲线与理论曲线吻合得很好,从而验证了阻尼力数学模型的合理性.     

汽车涡流减震器力学性能研究

本文以涡流减震器的力学性能为研究对象,减震器的力学性能好坏是通过减震器的阻尼特性曲线(也就是阻尼—速度曲线)来判定的。利用Ansoft软件模拟仿真涡流减震器在不同振动速度下的阻尼力大小。根据不同速度下的阻尼力大小绘制阻尼—速度曲线,然后进行阻尼特性的研究。通过仿真结果分析,涡流减震器的阻尼特性符合设计要求。     

舰炮后坐力试验装置强冲击特性仿真分析

介绍了舰船后坐力试验装置的工作原理,分析了试验装置冲击过程的动力学特征及缓冲器内部超高压力的工作特性。应用动力学仿真软件ADAMS,建立了该装置的动力学模型。针对缓冲器内部超高压力的工作特性,利用多学科仿真软件AMESim所具有完善的气动学仿真功能,求解了缓冲器内部超高压力与压缩位移之间的对应关系,完善了试验装置的动力学模型。最后,对缓冲器的冲击特性进行了仿真分析及试验测试,缓冲器内部超高压力的实测数据与仿真数据吻合程度良好,验证了所建立的动力学模型的正确性,为试验装置冲击特性的参数设置打下了良好的基础。