钢丝绳橡胶输送带阻尼特性模拟与验证

钢丝绳橡胶输送带阻尼特性分析是研究输送带阻尼能耗的关键问题,采用Maxwell模型描述钢丝绳芯的本构模型,采用两参数Mooney-Rivlin模型描述橡胶覆盖层的本构模型,分别建立了内部钢丝绳、外部橡胶覆盖层及输送带整体在简谐应变下的动应力模型。采用ANSYS中的各项同性的Maxwell弹性模型和Mooney-Rivlin不可压缩模型建立了st2000型钢丝绳橡胶输送带虚拟模型,求解了动态位移驱动下输送带的动力学特性,并通过实验对模型的准确性进行验证,对比结果表明:仿真结果与实验结果的最大误差为148 N,两者间的确定性系数达到了0.956 6,说明仿真结果具有一定的准确性。     

钢丝绳芯橡胶输送带广义本构模型建立与实验验证

从钢丝绳芯橡胶输送带所具有的钢丝绳和橡胶双重物理特性出发,通过将钢丝绳芯和橡胶覆盖层本构模型的组合来获得输送带整体的本构模型。采用Kelvin模型描述钢丝绳芯的本构模型,采用标准固体模型描述覆盖层橡胶的本构模型,通过将一个标准固体模型与多个Kelvin模型进行并联叠加组合推导了简谐应变下输送带的应力表达式,构建了输送带的广义本构数学模型。分别对钢丝绳芯和橡胶基体进行了动应变加载实验,获取了两者的本构模型参数,再利用广义本构模型对输送带的粘弹性力学特性进行预测。最后对输送带进行了动应变加载实验,并将实验结果与广义本构模型计算结果进行了对比。结果表明,通过计算钢丝绳芯的本构模型参数、覆盖层橡胶的本构模型参数及钢丝绳与橡胶覆盖层的体积比,能够较为准确的描述输送带的粘弹性力学行为,所建立的广义本构模型具有较高的精度。     

钢丝绳橡胶输送带混合本构模型及动力学参数变化规律分析

钢丝绳橡胶输送带是由钢丝绳芯和橡胶覆盖层组成的复合材料,其动力学参数的确定是研究带式输送机动态特性的关键问题,首先提出由钢丝绳广义Maxwell模型和橡胶基体三元件固体模型并联组合得钢丝绳芯橡胶输送带的混合本构模型,采用粘弹性理论建立动应变作用下混合本构模型方程,推导应力解析解,再采用反演变换法建立本构动力学参数的辨识模型,然后对不同位移、频率加载条件下钢丝绳、橡胶基体进行了动态加载实验与本构模型参数识别,并采用多项式对参数进行了拟合,揭示了不同加载条件下动力学参数的变化规律,最后通过实验对动力学参数拟合公式的准确性进行了验证。     

捻距单股钢丝绳侧丝与股芯的应力场研究

基于SolidWorks-Ansys平台,以IWRC1×7线接触单股钢丝绳为研究对象,在侧丝与股芯之间建立一种新的凹凸匹配小面接触模型,对已建立的有限元模型施加合适的边界条件和载荷,对奇偶捻距侧丝以及多捻距侧丝与股芯进行应力场分析,从而得到侧丝以及绳股在单向拉伸载荷作用下各自的应力场分布。分析表明:捻距数目为偶数的侧丝应力集中的最大应力值要小于捻距数目为奇数侧丝的最大应力值;多捻距单股钢丝绳应力最大值发生在施加载荷端第一个捻距中部,一个捻距的应力最大值明显大于多个捻距的应力最大值,并且随着捻距数目的增加,最大接触应力值成波浪式下降趋势。     

拉伸和扭转载荷下WR-CVT非连续接触钢绳环应力及变形研究

本文利用ProE/5.0建立2/3捻距钢绳环非连续接触三维模型,在Abaqus中进行轴向拉伸和扭转载荷下的非连续接触钢绳环有限元分析,在非连续接触钢绳环损伤试验台上对钢丝绳进行磨损实验,并借助光学显微镜(OM)对磨损后钢丝表面磨痕分布进行了分析,结果表明:等效应力、轴向应力、轴向变形均沿钢丝绳轴线方向呈螺旋状分布;在绳股截面上,等效应力由芯丝向侧丝逐渐递增,在绳槽接触区域出现最大值,实验表明钢丝表面也呈现椭圆磨痕,与仿真结果相一致.     

橡胶输送带压陷阻力数值仿真与实验分析

为研究钢丝绳输送带的压陷阻力特性,以托辊、输送带、牵引导板为压陷阻力测试系统的模型,以Ansys中Mooney-Rivlin定义橡胶覆盖层属性、以Isotropic定义钢丝绳属性,将覆盖层与钢丝绳、覆盖层与牵引导板、钢丝绳与牵引导板间设置为Glue约束,模拟钢丝绳芯橡胶输送带,仿真研究了St2000型输送带的压陷阻力特性,分析结果表明:当托辊压下力小于100 N时,压陷阻力几乎为0,受覆盖层粘弹性和滞后性的影响,压陷阻力随压下力的增加呈非线性增加,当压下力均值达到3 000 N时,压下阻力均值为26.3 N。对St2000输送带的压陷阻力进行实测,测得在3 000 N压下力作用下,压陷阻力均值为27.2 N,实验结果表明仿真模型具有一定的有效性,研究结果为橡胶输送带的耗能分析与计算提供基础。     

起重机提升钢丝绳建模与力学研究

提升钢丝绳是起重机起升系统中最重要的受力部件，其自身结构和受力情况会直接影响起重机起升系统的传动性能。在作业过程中，提升钢丝绳的受力十分复杂，且会出现平直和绕卷筒弯曲2种形态，故建立精确的钢丝绳几何模型并对其进行变形和受力分析十分必要。本中以6×7+IWS钢丝绳为对象建立其平直段的数学模型，并分析起重机钢丝绳受力特点。仿真分析结果表明：直线提升时，当载荷为1 kN时侧股侧丝的接触应力较侧股芯丝更大，芯股芯丝承受应力最大为700.45 MPa。     

钢丝绳股内钢丝的载荷分布

应用微分几何理论分析钢丝绳结构特点及钢丝的空间螺旋缠绕关系,利用ANSYS软件开发常用的几种金属绳芯钢丝绳的建模程序,建立6×19IWS右同向捻和右交互捻两种钢丝绳的几何模型.通过适当的网格划分得到了钢丝绳的有限元模型,以钢丝绳一端约束三个方向自由度,另一端施加轴向集中载荷作为加载工况,确立模型求解的边界条件,并进行数值模拟.分析数值模拟结果,得出钢丝绳股内处于不同位置钢丝在长度方向上应力呈螺旋状分布,钢丝截面上应力呈中心对称分布的规律,对照分析两种捻向组合钢丝绳中对应钢丝的应力分布规律,指出捻向组合对钢丝绳股中钢丝应力分布的影响.确立钢丝绳拉伸试验方案,进行6×19IWS钢丝绳拉伸试验,用四种载荷下的拉伸变形量验证了数值模拟结果,试验结果与模拟结果基本吻合.     

钢丝绳应力场与疲劳寿命研究

钢丝绳以独特的螺旋结构广泛应用于起重装备中,其应力与疲劳寿命特性是评价钢丝绳工作性能的重要指标。基于SolidWorks-ANSYS平台,运用空间扭曲特征建立一个完整捻距钢丝绳模型,结合虚拟疲劳寿命分析方法,对不同钢丝捻矩6×7+IWS型钢丝绳进行应力与疲劳寿命有限元分析。通过分析发现,6×7+IWS型钢丝绳芯股主要承担着轴向载荷的作用,钢丝捻距的大小影响着钢丝绳的应力分布特性,同时应力大小决定着钢丝绳的疲劳寿命,应力越大疲劳寿命越小。研究结果表明,选取合适的钢丝捻距值,直径、侧股捻距的6×7+IWS型钢丝绳采用钢丝捻距,能有效改善钢丝绳应力分布和提高疲劳寿命,更好的满足工作要求。     

6×7＋IWS双螺旋钢丝曲率和挠率及其应力变化特性

为了掌握提升钢丝绳内部钢丝在波动载荷下的应力状态变化,针对典型钢丝绳6×7＋IWS,推导轴向载荷下螺旋钢丝螺旋角变化量的显式表达式,给出钢丝绳侧股双螺旋钢丝的曲率、挠率和应力波动表达式。分析结果表明,钢丝绳在轴向载荷下,同向和交互捻制的钢丝绳中螺旋钢丝的螺旋角随载荷线性增加,其侧股螺旋钢丝的曲率和挠率随自身旋转角的变化呈360°周期变化;靠近独立股外侧时钢丝的曲率最大,而其挠率则最小,侧股内侧则相反;同向捻制钢丝绳侧股螺旋钢丝的曲率及其波动载荷下弯曲应力变化幅度远大于交互捻制钢丝绳。     

关于自由度的计算

关于自由度的计算,已经引起了世界上许多学者的注意。本文提出了“根据机械系统的闭合特点,割断机架分析末杆运动,在同一瞬间把末杆与机架焊接,重新形成原机械系统”的理论,来计算机械系统（包括机构、结构）的自由度。本文阐明了机械系统中的静不定次数和自由度数的内在联系;为判断机械系统能否实现有限位移提供了必要性判据,同时为判定机械系统是否能作为结构提供了充分性判据;揭示了静不定和自由度的物理意义;严格地说明了把机构分成六个族是错误的,机构分族的观点是毫无意义的。根据上述理论,我们导出了闭合数计算公式、自由度数计算公司以及静不定次数计算公式。用这些公式可以毫无例外地按机械系统（包括机构、结构）的构造,正确地计算出它的自由度数和静不定次数。     

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。     

球开蜗杆砂轮的磨齿原理及其球基螺旋面参数

提出用球开蜗杆砂轮连续分度展成磨削内齿轮的概念,阐述了其磨齿原理.建立了砂轮的球基渐开螺旋面议程和分度球面螺旋线方程,给出螺旋运动参数,螺旋线导程,螺旋升角的定义及计算式.     

车辆主要噪声源识别方法的研究

描述了车辆车外主要噪声源的两种常用识别方法即声强法和声压法,给出了小客车车外噪声源的声强法和声压法的对比识别结果。这两种方法对比识别结果表明：在声源愈单一的情况下,声强法与声压法识别结果的相差愈小;在声源愈复杂的情况下,声强法与声压法识别结果相差愈大。     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

球形滚刀的理论研究

对球面螺旋面进行深入的理论研究。给出了球面螺旋线导程、螺旋运动参数、球面螺旋升角的定义及新公式。建立了球形滚刀各螺旋面方程、刃口方程及侧后角计算等一整套新公式,可作为设计制造滚刀时的参考,总结出球形滚刀存在的有理论误差及减少误差的方法。最后给出了设计实例。     

轮轨滚动接触疲劳现象分析

论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象，定性地分析它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳破坏调查情况，给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。     

技术创新的源泉--知识的条件性

人类文明和科技进步源于创新。创新的内涵源于知识的拓新,而知识拓新又源于知识本身的特征──条件性。自觉地还是自发地运用知识的条件性,具有很大的效果差异。自觉地认识知识的条件性并转化为方法,可加快和顺利地开拓创造性思维,把难题化解,并进行物化,以获得新成果。     

五足步行机器人步态研究

将五足步行机规则步态分为奇异和非奇异两大类型,对步态各类数、负荷因子取值范围、稳定行走条件以及稳定裕度求算进行了分析,所得结论对于指导五足机的机构和实用步态设计有重要理论意义。     

圆管凸缘整体成形技术的研究

对圆管凸缘一步及多步整体成形工艺进行了研究,采用有限元数值模拟方法分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。给出了2种内径、3种壁厚情况下,成形凸缘宽度－极限摩擦因数关系曲线,提出了圆管镦锻凸缘成形极限图的概念。并依据数值模拟结果进行了圆管镦锻凸缘一步整体成形试验,试验结果显示所成形的圆管凸缘符合数值模拟预测的结果,说明所提出的成形极限概念对圆管凸缘整体成形技术有指导意义。