添加碳纳米管的液体石蜡油流变特性的研究

为分析添加碳纳米管的润滑油流变和润滑特性,在液体石蜡油中加入碳纳米管作为添加剂,形成的润滑介质在HAAKE—RV20旋转流变仪上进行了流变试验。实验结果表明,添加了碳纳米管的液体石蜡的初始粘度增大,并随着剪切速率的提高而下降,表现出明显的剪切稀化效应。为解释实验结果,推导了二阶传递函数模型表示含碳纳米管石蜡油的非牛顿流体本构关系,并分析了非牛顿流体的动态特性对润滑介质特性的影响。     

船舱隔壁螺旋槽旋转密封装置密封性能优化

为研究螺旋槽旋转密封装置用于船舱隔壁密封的密封性能,同时获取螺旋槽结构的最优取值范围,对螺旋槽各参数对泄漏量影响规律进行理论分析;选取泄漏量的显著性影响因素,采用Box-Behnken优化方法设计密封装置泄漏量试验,得到多型样机泄漏量测试结果;建立泄漏量和各影响因素间的数学模型,获得不同影响因素对泄漏量的二阶交互作用响应面,分析不同影响因素间交互影响规律。结果表明：螺旋槽密封装置泄漏量随槽数、螺旋角和槽深比的增大均先增大后减小,随槽台比和槽坝比的增大则逐渐增大;建立的数学模型计算结果和试验数据相关性较强,表明该模型可用于准确预测船舱隔壁螺旋槽旋转密封装置泄漏量。     

斜插式电力铁塔基础稳定性的研究及其数值模拟

斜插式电力铁塔是电力系统发展的产物之一,由于结构的特殊性,分析其基础稳定性十分必要。基于此,本文以斜插式电力铁塔的受力分析作为切入点,分析包括立柱倾斜度确定以及影响斜插式电力铁塔基础稳定性的其他因素,并以此为基础,进行数字模拟,了解斜插式电力铁塔的各项参数计算等。     

油封动密封机制的有限元分析

将油封的表面效应和结构效应的动密封理论作为理论基础,借助大型有限元软件ANSYS CFX对密封介质在密封间隙中的流动情况进行了模拟。分析了油封唇口表层材料弹性皱纹的反旋段和顺旋段的差值(ΔL)以及轴的转速对表面效应引起的泵吸率的影响,以及转速对结构效应引起的泵吸率的影响。结果表明;由表面效应引起的泵吸率随ΔL值的增加及轴转速的提高而增大,由结构效应引起的泵吸率随轴转速的提高而增大;模拟结果与实验结果有较好的一致性,证实了利用有限元方法进行该流体分析的可行性。     

计及二阶效应的大位移柔性梁杆系统动力学分析

结合小变形条件下梁杆单元精确有限元方法和大位移随动坐标法,建立了计及二阶效应的大位移运动柔性梁单元的动力学方程.首先从小变形结构入手,建立考虑二阶效应的柔性梁压弯力学模型,推导出二阶理论条件下平面压弯梁的精确有限元方程,进而获取二阶理论条件下梁单元精确刚度阵.运用大位移随动坐标法建立大位移几何非线性弹性梁杆单元平衡方程,使用柔性多体动力学的相对描述方法推导大位移梁单元在局部坐标系下的动力学方程.通过结点位移、速度和加速度在随动坐标系与整体坐标系间的相互关系得到梁单元在整体坐标系下的包含二阶效应的动力学方程.对某型港口起重机臂架系统的变幅工况进行了计及二阶效应的弹性动力分析.     

静压径向气体轴承静态特性数值分析

对静压径向气体轴承的静态特性进行了详细的理论研究,采用二阶有限差分方法数值求解无量纲雷诺方程,编制Matlab迭代程序计算轴承的气膜压力分布。仿真分析了各种轴承结构参数和工作参数下静压气体轴承的承载、刚度和质量流量等静态性能的变化规律。仿真结果表明轴颈的转速对静压气体轴承的承载、刚度和质量流量等静态特性施加着重要影响,在分析轴承性能时必须考虑轴颈的旋转效应。当轴颈的转速不断增大时,轴承的气膜压力、承载能力和稳态刚度等静态性能能够得到显著提升。     

考虑二阶效应的履带起重机桁架臂系统动力学分析

以有限元理论为基础,对单元横向位移场采用三次Hermite插值函数,利用柔性多体系统动力学的方法,准确描述梁单元的运动状态,并推导了梁单元在局部坐标系下考虑二阶效应的运动方程。利用两节点梁单元对桁架臂系统底节、标准节与顶节分别进行等效,在考虑桁架臂受二阶效应产生的影响下,利用Lagrange方程建立动力学方程。以QUY750型号起重机桁架臂作为研究对象,选择典型变幅工况进行实例分析,利用Simulink对动力学方程进行求解,并通过ADAMS对臂架进行动力学仿真,对比桁架臂系统在变幅过程中起重臂节点位移与速度。计算结果表明,在考虑二阶效应下,对于桁架臂系统位移和变形的动力学方程计算的数值解与ADMAS仿真结果相符。因此,在分析履带起重机桁架臂系统的运动过程中考虑二阶效应产生的弹性变形是十分必要的。     

基于Pro/E平台电力铁塔的参数化放样

在对电力铁塔的工程图进行结构和尺寸分析后,选定确定塔腿结构的3个重要尺寸(腿部上底长a,下底长b,以及高度h)为设计变量,然后在Pro/E里以这3个尺寸为参数确定铁塔的各个基本构件,完成电力铁塔的放样装配。     

基于流固耦合的蝶式分离机转鼓振动特性分析

为了探究旋转流场对碟式分离机转鼓振动特性的影响,以某DHY450型碟式分离机为研究对象,对蝶式分离机转鼓分别进行了干模态分析和单向流固耦合分析,探究了旋转流场对转鼓固有频率的影响。同时,采用控制变量法探究了流体密度及黏度系数对转鼓共振特性的影响规律,并与试验值进行了对比。结果表明：相较于干模态,流固耦合下转鼓的固有频率明显下降,最大差值可达15.8%;对于高转速碟式分离机,转鼓二阶共振频率及振幅均随流体密度和黏度的增大而较小幅度增加。对碟式分离机进行振动特性研究时必须考虑流体影响,而流体密度和黏度的小幅度变化对转鼓二阶共振特性的影响可忽略。研究结果对碟式分离机的设计及振动故障分析具有借鉴与参考意义。     

多接管标准椭圆形封头应力分析与安全评定

通过有限元方法对含多接管的标准椭圆形封头进行应力分析与安全评定,发现开孔结构造成封头顶部承载区域减小,同时开孔结构不连续造成了顶部应力增大,在封头顶部接管包围区域的应力值较不开孔封头结构最大应力增大了1.6倍;随着开孔直径的增大,两接管的距离减小,从而造成两接管产生干涉效应,对结构的整体性安全性产生影响;最后对多接管椭圆形封头进行安全评定。     

活塞结构参数对二阶运动动态敲击力的影响规律研究

在考虑活塞二阶运动的基础上,建立了活塞的有限元模型,利用AVL EXCITE建立二阶运动仿真模型,并分析了活塞销偏置、活塞重心改变、配缸间隙等结构参数对活塞与缸壁之间动态敲击力的影响,最后设计了二次回归正交试验对活塞敲击力峰值的变化规律进行了方差分析。结论表明:对动态敲击力峰值影响最大的为配缸间隙,其次为活塞销偏置,影响最小的为活塞重心Y向偏置。     

新型电力铁塔攀爬机器人的设计及攀爬步态分析

针对现有电力铁塔攀爬机器人存在的结构复杂、稳定性差、越障能力不足等问题,这里设计了一种新型电力铁塔攀爬机器人并对其攀爬步态进行了分析.通过选取电力铁塔主材上的脚钉为夹持对象,采用机械电磁复合手爪夹持方式等创新性的方法,简化了攀爬机器人的结构,提高了夹持稳定性,解决了避障难题.然后使用Workbench对关键受力部件进行有限元分析并利用Robotics Toolbox对机器人的攀爬过程进行了建模仿真,仿真结果表明攀爬机器人机械结构及攀爬步态设计合理,验证了新型电力铁塔攀爬机器人在实际工作环境中应用的可行性.     

列车车体SUS301L-HT不锈钢动态力学性能及其对结构吸能特性的影响

对SUS301L-HT不锈钢材料分别进行了准静态拉伸试验和动态冲击拉伸试验,以获得不同应变率下的材料本构关系。为准确地描述SUS301L-HT不锈钢材料的动态力学性能,采用了列表插值法,并通过对比有限元对标和试验数据来验证该方法的可靠性。以典型薄壁吸能结构为载体,采用2种材料参数,对比分析了SUS301L-HT不锈钢材料的动态力学性能对结构吸能特性的影响。研究结果表明：SUS301L-HT不锈钢具有明显的应变率强化效应,随着应变率的增大,材料的塑性硬化能力降低,表现出明显的温度软化效应;列表插值法相比动态本构模型能更好地描述SUS301L-HT不锈钢的动态力学性能,且采用列表插值法得到的结果与试验结果、有限元结果均有良好的一致性;列车碰撞的应变率属于中低应变率范围,对于SUS301L-HT不锈钢制成的车体吸能结构,考虑应变率效应的结构的实际吸能量要比不考虑应变率效应的相同结构的吸能量高,但初始峰值力相对较大。     

小孔节流静压气体轴承压降效应的数值分析*

孔式节流静压气体轴承存在的压降效应会降低轴承承载性能。为探讨不同轴承结构参数对节流孔出口处压降效应的影响,以小孔节流静压气体轴承为研究对象,采用有限差分法、超松弛迭代法对轴承气膜流场进行计算,得到不同轴承结构参数下气膜压力分布。结果表明：节流孔直径和数量、偏心率、节流孔位置以及平均气膜厚度均对节流孔的压降效应产生重要影响;压降效应随节流孔直径和数量的增大而减小,随平均气膜厚度和偏心率的增大而增大,随空气温度升高而降低;节流孔越靠近轴承端面,压降效应越强;转速变化对节流孔压降基本不产生影响,表明压降效应主要与轴承的静态特性有关,与动态性能关系很小。     

基于FLUENT的径向静压气体轴承的静态特性研究

以径向静压气体轴承为研究对象,研究动压效应及偏心率对轴承静态特性的影响,采用三维建模,结构化和非结构化网格相结合,运用有限体积法对三维稳态可压缩N-S方程进行求解.结果表明:承载能力随着偏心率的增大而增大;大偏心率高转速时,动压效应对承载能力的影响不可以忽略;大偏心率时,随着转速增加,沿旋转方向,最小气膜间隙处的压力分布不断增大;当转子静止时,刚度随偏心率的增大而先增大后减小;高转速时,刚度随偏心率增加而增加;计算结果与试验结果的对比表明该计算方法能够有效进行径向静压气体轴承流场特性分析.     

利用直接识别法建立制动器压力和力矩传递函数

高度可调铁塔的组装是该型铁塔使用的技术难题,提出高度可调铁塔液压同步提升控制系统的设计思路,以ZM110高度可调铁塔的施工技术为研究对象,完成了同步提升系统的机械结构、液压回路以及PLC控制单元。该系统可对铁塔进行原地提升,提高高度可调铁塔的施工效率。     

高度可调铁塔用液压同步提升控制系统设计

高度可调铁塔的组装是该型铁塔使用的技术难题,提出高度可调铁塔液压同步提升控制系统的设计思路,以ZM110高度可调铁塔的施工技术为研究对象,完成了同步提升系统的机械结构、液压回路、以及PLC控制单元。该系统可对铁塔进行原地提升,提高高度可调铁塔的施工效率。     

考虑活塞二阶运动时固体颗粒对于活塞环扭转运动的影响

考虑活塞的二阶运动,建立考虑固体颗粒影响的发动机缸套-活塞环动力学模型,将含有固体颗粒的环组气体视为混合气体,进行环组气流分析;分析固体颗粒对于活塞环扭转运动的影响,研究其对环槽气体流量及漏气的影响。研究发现,当含有固体颗粒时,活塞环的扭转运动加剧,环槽气体流量增大,从而导致漏气量增大,对发动机性能产生不利影响。     

高速卷绕机筒管夹头系统动力学建模与临界转速分析

对高速卷绕机筒管夹头参数慢变转子系统进行建模分析,介绍了转子、支撑等结构的建模过程及慢变参数卷装的处理方式。按照转子动力学方法计算筒管夹头在三种卷装直径状态下考虑陀螺效应和不考虑陀螺效应时的临界转速。随着变卷装直径增大,筒管夹头转速降低,转子各阶临界转速都在减小,不能将筒管夹头看成是定常系统而运用结构动力学的方法处理;陀螺效应对其高阶临界转速有明显影响,在分析筒管夹头的动力学特性时应该考虑转子陀螺效应的影响。     

液压振动台小量级振动超差分析及改进

动态特性是考察液压振动台系统的最关键因素，对振动试验结果的准确性影响巨大。针对实际液压振动台系统在试验过程中的小量级振动超差现象，分别从振动台结构特性和液压系统特性两方面进行研究分析和理论计算。在结构特性方面对液压振动台系统整体进行模态试验和分析，在液压系统特性方面提出增大液压系统阻尼的改进方法并进行试验验证。最终确认增大液压系统阻尼的方法可以消除液压振动台小量级振动超差问题，使液压振动台试验系统动态特性进一步得到改善。