长螺旋弹簧结构的双质量飞轮仿真分析

介绍了基于长螺旋弹簧结构的双质量飞轮的基本结构及特点,通过对长螺旋弹簧结构和变形方式的分析,建立了弧形长螺旋弹簧结构双质量飞轮的弹性特性公式,在此基础上建立了系统的虚拟样机模型,进行了仿真分析及对比,充分说明了双质量飞轮的先进性和采用ADAMS线性扭转阻尼器模拟弹簧阻尼系统的可行性。     

螺旋弹簧的波动传递特性分析

建立了螺旋弹簧的波动方程,提出求解螺旋弹簧传递特性的新方法,并推导出弹性波在螺旋弹簧中的传递速度,对沿弹簧传播的位移、速度、应力、应变和作用力的传递特性进行了探讨。分析了螺旋弹簧弹性单波的求解方法及波动干涉问题。     

双质量飞轮扭转减振器运动学仿真及力学分析

弹性元件是DMF的关键部件之一,本文的主要工作是分析在交变载荷下弹簧的应力和疲劳寿命。根据推导得出的参数和结论,建立了采用弧形螺旋弹簧结构的双质量飞轮的三维Pro/E实体模型,采用ADAMS translational spring-damper。对模型进行了静弹性特性分析,接着通过多体系统动力学的理论方法,运用大型动力学分析软件ADAMS建立了它的动态模型,并进行了仿真和优化。     

双质量飞轮的弧形弹簧角刚度计算及优化设计

针对汽车传动系扭转振动的减振问题,根据某C级轿车性能参数,通过推导并运用弧形螺旋弹簧的角刚度公式,提出了以角度为主要变量的弧形螺旋弹簧优化设计方法;考察了双质量飞轮各参数对传动系统固有特性的影响,并通过仿真,分析了在典型工况下各参数对减振效果的影响;设计了适合该型车的双质量飞轮式扭振减振器,建立了仿真模型,通过扭振仿真对所设计的双质量飞轮进行了分析;最后,在实验台上进行了扭振减振测试实验,结果表明减振效果达到了设计要求。     

多股螺旋弹簧的动态设计方法

根据多股螺旋弹簧实际动态工作过程的要求，结合静态设计方法，重点考虑动态振动特性，提出了一种动态设计方法。首先确定多股螺旋弹簧的虚拟质量，建立了多股螺旋弹簧的动态模型。在此基础上，将多股螺旋弹簧作为复进簧，对其振动特性进行了分析，以塑性变形作为动态边界条件进行了动态设计约束分析，从而给出完整的多股螺旋弹簧的动态设计过程。实例计算验证了该动态设计方法的可行性和有效性。     

一种旋转型弹性驱动器设计及动力学性能仿真分析

为提高柔性机器人的运动性能,设计了一种基于弧形螺旋弹簧的旋转型串联弹性驱动器,采用多级回转轴承组合结构,将刚度不同的弹簧内外双层串联,实现关节的大范围柔性输出。建立弹性驱动器动力学模型,采用反演控制方法,设计了弹性驱动器柔性关节控制器;采用Matlab和Adams软件进行联合仿真,对外力干扰下柔性关节的动力学性能进行了仿真分析。结果表明,控制器能够克服干扰力使柔性关节在0.59 s内恢复平衡状态,验证了所设计弹性驱动器结构和控制规律的有效性。     

变截面轴中弹性波传播特性试验研究

在对大型旋转机械转轴进行状态监测时,振源的振动需要通过轴等的传播后进行间接测量,振动信号在轴中传播时也可能发生变化,因此有必要对轴中弹性波的传播特性进行研究。轴中弹性波的传播特性则受到轴本身几何尺寸、形状等因素的影响,同时转速也可能对弹性波在转轴中的传播特性产生影响。在理论研究的基础上搭建试验系统,研究变截面轴截面变化形式、端面面积比以及转速对弹性波传播特性的影响。试验结果与理论分析结果吻合,证明了轴截面面积变化、面积比以及转速对弹性波的传播特性存在影响。     

基于CFX的柱面弧形油楔推力滑动轴承仿真分析

柱面弧形油楔推力滑动轴承是一种能够实现双向动载润滑的推力轴承。文中利用Workbench的CFX模块,对柱面弧形油楔推力滑动轴承在动压润滑条件下的油膜特性进行仿真分析。并研究了不同转速和不同黏度对油膜压力的影响,结果表明,转速越高,油膜黏度越大,柱面弧形油楔推力滑动轴承的动压承载能力就越高。     

弧形螺旋弹簧动态负载特性仿真分析研究

通过建立单节弹簧单元受力模型,分析了长弧形螺旋弹簧在加载和卸载工况下的扭矩负载特性及影响因素。研究表明:弹簧在工作时处于非均匀压缩状态,具有非线性动态迟滞,且发动机转速及摩擦因数越大,迟滞效应越大。在此基础上,仿真计算了双质量飞轮与传统离合器从动盘式扭转减振器的动态响应,仿真结果表明:双质量飞轮可大幅度降低变速箱输入轴振动响应,从而降低传动系统的振动噪声。     

多股螺旋弹簧动态计算分析

结合多股螺旋弹簧的静态设计方法,重点考虑动态性能要求,提出一种静态与动态相结合的设计模型.根据多股螺旋弹簧自身质量对运动的影响,推导弹簧虚拟质量的计算方法,并分析多股螺旋弹簧的动态特性,计算多股螺旋弹簧作为复进簧模型的运动规律.按照多股螺旋弹簧的振动位移特性,以多股螺旋弹簧动态工作过程的并圈作为边界条件进行动态设计计算.最后给出一个完整的动态设计计算实例,结果证明了所提出方法的有效性,从而为多股螺旋弹簧动态应用提供了设计依据.     

Process analysis and test of manufacturing of sleeve spring-type torsional vibration damper

In diesel engines, engine torque fluctuation inevitably produces torsional vibration. A sleeve spring-type damper commonly is used to reduce this vibration. In this paper, closed form equations to predict the spring constant of a sleeve spring and the torsional characteristics of a torsional vibration damper are proposed for calculation of the stiffness of the damper. The equations were verified through finite element analysis (FEA) and experiments. In addition, the stability of the sleeve spring-type torsional vibration damper was verified in an analysis of the inner star and outer star (the core components of the damper). A two-roll bending process, proposed in this paper, was determined to be the most suitable for manufacture of the sleeve springs. A closed form equation to calculate the forming radius, taking account of the springback effect, was derived, and a FEA method used to analyze the elasto-plastic problem was verified through an analysis of a 90° bending process. The results of the analysis were in good agreement with the experiment. It is recommended that our proposed method, an advanced technique that can significantly reduce production costs, replace the conventional forming process.     

周向长弧形弹簧双质量飞轮静刚度理论模型研究

以弧形弹簧自身变螺旋角的特征为基础建立了周向长弧形弹簧双质量飞轮静刚度理论模型。基于弧形弹簧曲线方程,根据弧形弹簧螺旋角成周期变化的特点,结合相关力学理论推导出弧形弹簧传递扭矩与总变形之间的关系(弹簧静刚度)。应用周向长弧形弹簧双质量飞轮静刚度实验台进行了试验研究,试验结果与理论结果的对比验证了该静刚度理论模型的可行性与准确性;对比多种其他静刚度理论模型,该方法提高了静刚度计算精度。     

周向长弧形弹簧式双质量飞轮迟滞非线性扭转特性模型研究

周向长弧形弹簧式双质量飞轮（DMF-CS）的扭转特性是扭转刚度及阻尼作用的综合效果,能更贴切地反映DMF-CS的隔振、阻振特性。对DMF-CS的扭转特性进行仿真分析,获得了不同摩擦因数下的扭转特性迟滞非线性曲线。仿真结果表明其滞回面积随摩擦因数的增大而增大,且以无摩擦时的扭矩曲线为基架。根据仿真分析结果建立了该DMF-CS的迟滞非线性扭转特性模型。进行了该DMF-CS扭转特性试验,应用试验数据对建立的模型进行了参数识别,模型识别结果与试验结果较接近,从而验证了模型的可靠性。     

Novel torsional spring with corrugated flexible units for series elastic actuators for cooperative robots

Reasonable robot joint stiffness is necessary to guarantee the safety and control accuracy of cooperative robots. In this study, a novel flat torsional spring with corrugated flexible units for a series elastic actuator (SEA) was developed to meet the requirements of cooperative robots. The torsional spring can absorb impact energy. The spring was optimized through the design of experiment method, and its theoretical stiffness was verified through numerical calculation and finite element analysis. Compared with other existing flat torsional springs in the simulation, the proposed torsional spring showed reasonable torsional stiffness and high radial and axial stiffness, which could guarantee safety and control accuracy. The proposed torsional spring was also evaluated through real experiments. Simulation and experimental results revealed that the proposed torsional spring has a linear torque versus angle characteristic.

     

谐波力激励下螺旋形弹簧的拉扭耦合动力响应

建立一种普遍的解析理论，利用简正模态法研究确定性载荷作用下拉扭耦合螺旋形弹簧的动力响应。假定确定性载荷是谐波变化的，得到各种谐波激励下封闭形式的解，并对动力拉伸位移和扭转位移的数值结果进行讨论，与文献中已有方法的比较验证了文中所提方法的有效性和精确性。     

Effect of single and multi-channel electrodes application on EDM fast hole drilling performance

In diesel engines, it is inevitable that the torsional vibration is produced by the fluctuation of engine torque. Therefore, it is necessary to establish preventive measures to diminish the torsional vibration. A sleeve spring damper is one such measure to reduce the torsional vibration. In this study, the closed form equations to predict the spring constant of a sleeve spring and the dynamic characteristics of the torsional vibration damper are proposed to calculate stiffness of the damper, and verified their availability through the finite element analysis. Our theoretical values are in good agreement with results obtained from finite element analysis and experiments. Results obtained from the derived equation enable designers to be more efficient.     

车用扭振减振器性能检测试验台

为解决车用扭振减振器与发动机匹配实验危险系数较高的问题,基于虚拟仪器技术开发了一套车用扭振减振器性能检测试验台.试验台控制系统模拟车用发动机产生扭转振动,通过变频器及变频电机实现了扭振激励的转速、频率及振幅可调.信号采集系统由多路磁电传感器及NI-DAQ采集设备组成.试验台采用高频记数原理,记录测速齿盘旋转过程中每一齿...     

某矿用车橡胶式扭振减振器的优化设计研究

针对某矿用车的传动轴断裂问题,通过对其发动机轴系扭振状况的研究,利用传统双扭摆模型求取了橡胶式扭振减振器基本参数,据此设计的减振器在理论上达到了减小轴系扭转振动的目的,可用于解决由发动机激励引起的传动轴扭振过大问题.