椭圆微孔截面形状对机械密封动力润滑性能的影响

基于Navier-Stokes方程,建立单一椭圆型微孔端面不可压缩牛顿流体的三维CFD动力润滑模型,研究不同截面形状椭圆微孔机械密封的动力润滑性能,分析截面形状为矩形、梯形和三角形的椭圆微孔对端面液膜承载力、摩擦力和摩擦因数的影响。结果表明:在微孔其他参数恒定情形下,微孔深度与端面间隙比值H*0.8时,矩形截面微孔的动力润滑性能占优,0.8≤H*1.8时梯形截面微孔的动力润滑性能占优,H*≥1.8时三角形截面微孔的动力润滑性能最好;微孔倾斜角为45°时3种截面形状下都取得了最好的动力润滑性能,且梯形截面动力润滑性能最好;微孔长宽比1.5≤γ2时梯形截面形状的微孔端面动力润滑性能最好,但当γ2时矩形截面形状的微孔端面动力润滑性能最好。     

四边固支矩形薄板固有振动的理论计算和有限元分析

基于理论计算有限元方法分析了四边固支矩形板结构的自由振动问题,求得了四边固支矩形板的振动固有频率和振型。利用双向梁函数构造了四边固支矩形板的振型函数,并根据位移变分原理求得了矩形板的固有振动特性。在板单元理论的基础上,利用有限元法推导了薄板振动的质量矩阵和刚度矩阵。由于工程实际中只关心板结构振动的横向位移幅值,利用静力凝聚法将质量矩阵和刚度矩阵中转动自由度上的质量和刚度凝聚到横向振动自由度上,以达到降低模型阶目的,为板结构振动主动控制奠定基础。     

矩形板结构的振动响应分析

为了建立矩形板在弹性约束边界条件下的振动模型,采用横向位移弹簧、旋转约束弹簧和扭转约束弹簧三种类型的弹簧对模拟边界条件。矩形板结构的振动位移函数采用二维Fourier余弦级数加辅助级数的形式来描述,通过引入辅助项使矩形板结构的振动位移函数适用于任意弹性边界条件。结合Rayleigh-Ritz法和Mindlin理论得到矩形板结构在任意边界条件下振动响应的矩阵表达式。最后进行了数值仿真计算,研究了弹簧刚度变化时矩形板结构的响应规律。     

织构截面形状对刀具切削性能的影响仿真研究

为了研究织构截面形状对刀具切削性能的影响,采用有限元仿真法建立了不同截面形状硬质合金织构刀具干切削45钢的二维正交切削模型,分析了相同织构参数条件下截面形状分别为三角形、矩形、圆弧形、正梯形和倒梯形织构对刀具主切削力、切削温度和应力的影响。研究结果表明,所有织构刀具的主切削力、切削温度和刀具应力均小于无织构刀具;矩形截面的织构刀具主切削力最小,与无织构刀具相比减小了4.2%;正梯形截面的织构刀具切削温度最低,与无织构刀具相比减小了17.1%;正梯形截面的织构刀具应力最低,与无织构刀具相比减小了17.3%。在织构参数一定的情况下,织构截面形状对织构刀具切削性能有一定影响,主要表现在不同织构截面形状对切屑的二次切削程度的影响以及织构截面表面积大小对散热效果的影响。     

带弹性夹层的层板结构的振动特性研究

研究了具有弹性夹层的层板结构的振动特性。导出了双层板—弹性夹层的综合单元刚度矩阵。用这种综合单元刚度矩阵与普通板单元刚度矩阵对立柱结构的振动特性进行了有限元法计算对比。提出的方法与原理为精确分析具有多子结构的复杂机械结构的振动特性提供了有效手段。     

不同波纹梁结构吸能特性仿真分析

运用LS-DYNA有限元软件对方形、三角形、正弦形和梯形4种金属波纹梁结构进行了准静态加载和动态冲击加载试验仿真分析。从其变形模式和吸能特性两个方面,对仿真结果的数据进行对比分析。仿真结果表明:正弦波纹梁和梯形波纹梁形状保持较好;正弦波纹梁比吸能最大,且其初始峰值载荷和平均压溃载荷明显最小。所以选取正弦波纹梁作为机身货舱地板以下吸能结构能够取得良好的吸能特性和缓冲效果。     

悬臂板固有特性几种情况的分析比较

采用两种有限元（矩形板弯元、三角形板弯元）和两种质量矩阵形式（集中质量矩阵、一致质量矩阵）计算等厚度方形悬臂板的固有频率和固有振型，对四种单元／质量矩阵组合形式的固有特性进行了分析比较；指出这些组合形式的数值解与理论解相比产生误差的原因及其改进办法；对变厚度正方形悬臂板（翼面）和等厚度梯形悬臂板（翼面）的固有特性作了启示性分析说明；从中看出不同结构形式悬臂板的固有特性的特点。     

骨折内固定应力遮挡率研究

采用有限元方法计算用三面固定槽形板、梯形板、矩形截在板治疗长骨骨折，钢板固定后，板对骨的应力遮挡率η。结果表明钢板截面的形状、尺寸、特别是截面面积对应力遮挡率η的影响很大。     

县臂板固有特性几种情况的分析比较

采用两种有限单元（矩形板弯元、三角形板弯元）和两种质量矩阵形式（集中质量矩阵、一致质量矩阵）计算等厚度方形悬臂板的固有频率和固有振型，对四种单元／质量矩阵组合形式的固有特性进行了分析比较；指出这些组合形式的数值解与理论解相比产生误差的原因及其改进办法；对变厚度正方形悬臂板（翼而）和等厚度梯形悬臂板（翼面）的固有特性作了启示性分析说明；从中看出不同结构形式悬臂板的固有特性的特点．     

机床支承件结构设计方案优化选择

对机床支承件截面形状和肋板布局形式进行分析对比,以某型号立式加工中心的立柱为例,在ANSYS Workbench平台上对其进行静力学分析及模态分析,比较不同肋板布置方案对立柱刚度及振动特性的影响,为机床支承件结构设计方案优化选择提供参考。     

耦合板结构振动功率流传递特性研究

针对具有特殊结构和特殊边界条件的带孔口型耦合板结构不易求得振动问题解析解的这一情况,将结构有限元动响应分析方程的应用推广到板壳振动功率流理论计算中,用以分析耦合板结构振动能量传递特性。首先建立带孔口型耦合板结构模型,应用Abaqus软件中的稳态动力学分析法对其振动功率流进行分析计算,得到结构共振频率处的传递路径图,从而能直观描述结构振源和振动能量传递形式;其次研究施加阻尼器对振动功率流传递路径及其数值曲线的影响。研究结果表明,振动功率流的分析及阻尼器的施加,为耦合板结构的减振降噪提供一定的依据。     

表面织构对错位瓦轴承静动特性的影响

为研究表面织构对错位瓦轴承的静动特性的影响,在错位瓦轴承表面制备几何形状为半正弦波、矩形、三角形的表面织构,建立表面织构错位瓦轴承的流体动力学润滑模型,采用有限细胞算法求解雷诺方程和能量方程,得到错位瓦轴承的关键静动特性参数,对比有无表面织构情况下的最小油膜厚度、最大油膜压力、温升、功耗和流量、刚度和阻尼等参数。结果表明:相对于光滑表面,织构增加了流量和最大油膜压力,降低了温升,减小了最小油膜厚度,同时使临界质量有所降低;在定载荷及不同转速工况下矩形织构性能最优,其最小油膜厚度最小,最大油膜压力和临界质量最大,正弦织构性能次之,三角形织构性能最差;在定转速及不同转速工况下,矩形织构轴承承载能力最大,正弦织构次之,三角形织构最小,但三角形织构临界质量最大,轴承稳定性最好。     

考虑粘结层的悬臂压电振子发电性能分析

利用压电振子将环境中的振动能量转换为电能是近年研究的热点,研究发现,叠层压电振子中,粘结层厚度对压电振子的发电性能以及抗剪强度均有较大影响。针对矩形、梯形截面形状悬臂梁叠层压电振子,利用ANSYS有限元分析软件仿真分析了其粘结层厚度不同时对于叠层压电振子发电性能及抗剪强度的影响关系。结果表明:随着粘结层厚度的增加,虽然梯形截面叠层压电振子对低频振动的环境能量转换效率要高,但梯形截面压电振子会比矩形截面更容易发生剪切破坏;综合分析表明当粘结层厚度控制在基底层厚度的(1/4~1/5)左右时,叠层压电振子的发电性能及抗剪强度较为理想。     

起重机箱型梁曲形腹板简支板局部稳定性分析

基于在桥梁工程领域中与起重机箱梁在结构、受力和功能特性相似的波形腹板桥梁结构,提出了曲形腹板箱梁结构的设计形式。研究局部载荷作用下起重机曲形腹板简支板的局部稳定性分析问题。鉴于曲形腹板屈曲稳定性数值求解的复杂性,建立曲形腹板简支板的结构分析有限元模型,给出相应边界约束条件和加载方式的具体实现方法。研究表明:当翼缘板厚度不变时,曲形腹板屈曲临界载荷随板厚增加而增大,正弦波形腹板局部稳定性高于梯形腹板和平直腹板形式;当腹板厚度不变时,曲形腹板结构可有效减少翼缘板的使用材料。     

连杆式机械传动的结晶器非正弦振动装置

本文提出了用连杆式机械传动实现结晶器的非正弦振动,通过改变连杆机械的杆长比和初相角可以得到不同的非正弦振动波形。连杆式机械传动的非正弦振动装置具有结构简单、便于加工制造和维修、成本低等优点,而且特别适用于原有连铸机的改造。     

带轴向微通槽静压气体轴承承载特性研究

以开设轴向微通槽的径向静压气体轴承为研究对象,通过Fluent软件对轴承的承载力和刚度进行仿真分析;针对矩形、三角形和椭圆形3种截面微通槽,分析气膜厚度对轴承的承载力和刚度的影响,得出微通槽的最佳截面形状设置;针对最佳截面形状的微通槽,分析不同槽宽和槽深对承载力的影响。研究发现:轴向微通槽可以明显提高径向静压气体轴承的承载力和刚度,偏心率越大,提升效果越明显;气膜厚度较小时,矩形微通槽气体轴承的承载能力和刚度最佳,且气膜厚度越小,微通槽形状的影响越大;气膜厚度较大时,3种微通槽轴承的承载力及刚度相近;承载力随微通槽槽宽和槽深的增大而先升高后趋于稳定。     

连杆式机械传动的结晶器正弦振动装置

本文提出了用连杆式机械传动实现结晶器的非正弦振动,通过改变连杆机械的杆长比和初相角可以得到不同的非正弦振动波形。连杆式机械传动的非正弦振动装置具有结构简单、便于加工制造和维修、成本低等优点,而且特别适用于原有连铸机的改造。     

提升机钢丝绳弹性振动理论与动力学特性分析

给出了矿井提升机粘弹性振动方程的位移解及动张力的计算方法，研究了采用矩形、梯形、正弦形、抛物线形加速度时钢丝绳的动张力特性，给出了限制和消除提升钢丝绳粘弹性振动的方法。将国外提升机制动实验结果与梯形制动减速度作用下钢丝绳的动张力计算结果进行了对比，2者非常接近。     

三轴式内齿行星齿轮减速器动力学特性的研究

在考虑齿轮啮合刚度、啮合阻尼以及轴承刚度的情况下,使用集总参数法,建立了三轴式内齿行星齿轮减速器的弹性动力学模型,求解出不同内齿板结构下系统的固有频率及动力学响应。研究发现,在相同内齿板厚度、不同安装方式下,系统的固有频率非常接近;不平衡质量引起的惯性力不但会引起弯曲振动,还会引起扭转振动;具有三相内齿板的减速器动力学性能最好。     

任意边界约束下矩形薄板结构振动功率流特性

以矩形薄板结构为研究对象,采用改进傅里叶级数方法(Improved Fourier Series Method,IFSM)对任意边界约束下矩形薄板的振动功率流特性进行计算分析。将矩形薄板结构的横向振动位移容许函数描述为一种改进的三角级数形式,并通过引入正弦级数项来消除位移容许函数及其导数在边界上可能存在的不连续或跳跃现象。应用哈密尔顿原理从能量的角度推导出任意边界约束下矩形薄板结构系统的特征方程,并对矩形薄板结构的振动功率流特性进行了研究分析。通过与有限元法结果进行对比来验证计算方法的有效性。