全矢谱-ARMA模型的齿轮断齿故障强度预测研究

齿轮传动作为机械传动主要形式之一,应用极为广泛,设备在高速运转下,一旦发生齿轮断齿故障将会带来巨大的经济损失以及人员伤害,为让损失降到最低,需要做到故障强度早知道,因此设备故障强度预测显得尤为重要。单通道预测方法由于获取振动信息不完善,导致预测结果一致性差,从而不能很好地实现故障强度的预测。通过全矢谱获得的频谱结构具有唯一性的特点,能够很好地弥补单通道的不足,在此基础上,将时序预测方法 ARMA模型与全矢谱技术相结合,提出了全矢-ARMA模型预测方法,并把该方法应用到齿轮断齿故障强度预测研究中。实验表明,该方法预测齿轮断齿故障强度结果与实际较吻合。     

复合材料模压成型设备机身结构力学分析与优化

针对某款复合材料模压成型设备在生产中出现产品带有银纹缺陷的问题，先用UG建模出该模压成型设备的简化模型，然后将模型导入ABAQUS有限元软件，进而对该模压成型设备的机身结构强度进行有限元分析，并与实验变形量进行对比验证模型可靠性，最终预测出实验中不便测试位置的变形量。结果表明，建立的有限元模型可靠；上基板强度与刚度不足是导致上基板发生变形产生位移进而引起模压制品缺陷的主要原因。上基板的位移分布呈四边小，中间大的分布特点。最大位移量达到0.884mm，位于中心位置；最小位移量为0.1174mm，位于四个角落。针对上基板提出4种优化方案并进行对比分析，发现增加上基板厚度改善设备刚性的效果最明显，其次是增加筋条的数量或厚度，中心单对角筋条的改善效果最差。该研究结果可为成型设备的机身结构设计提供理论指导。     

挖掘装载机斗齿部件结构强度仿真分析

矿用挖掘装载机是井巷矿山综合采掘以及隧道快速掘进的机械设备,但由于该设备施工条件恶劣,因此容易造成斗齿部件损坏,究其原因是因为斗齿部件结构强度不足,这就需要加强斗齿部件的结构强度仿真分析工作。基于此,本文首先探究矿用挖掘装载机斗齿部件结构强度仿真方程与模型,进而分析计算结果。     

节能注水增压泵的有限元仿真分析与优化设计

针对目前油田注水增压设备能耗高、注水压力调配不合理等问题,设计了节能注水增压泵,利用ANSYS Workbench软件对柱塞缸、换向阀阀体和阀芯进行静强度分析,证明该装置结构强度满足要求,对阀芯进行模态分析,计算出其前6阶固有频率和振型,证明该装置能避免共振,对阀体进行优化设计,分析了各设计变量对优化结果的影响,优化后的模型较原始模型质量下降了29%,对该装置样机进行压力试验,试验压力为最大工作压力的1.5倍,试验证明该装置强度满足要求,验证了仿真结果的正确性。     

基于排队理论的制造单元构建与加工路径选择

利用排队理论将每台机器等效为M/M/1排队模型,整个系统简化为开环Jackson排队网络,建立多目标非线性整数规划模型,通过目标函数优化单元制造系统中的加工成本与等待成本,同时缩小设备服务强度范围与单元服务强度范围,实现单元构建与工件加工路径选择。模型求解采用分枝定界法,最后在Lingo软件环境下验证一个随机算例,结果表明该模型的可行性与有效性。     

SGZ630/264型刮板运输机圆环链有限元分析

刮板输送机是现代综采设备中必不可少的设备,由于圆环链在启动至正常工作过程中会发生速度和载荷的突变,使圆环链产生较大的变形。利用SolidWorks建立了圆环链的三维模型,借助ANSYS Workbench分别对四种工况下刮板运输机从启动到正常运转时的圆环链进行了分析,得出了圆环链的应力变化规律,并对该圆环链的强度进行校核。为圆环链的的动态设计、优化及强度校核提供了理论依据。     

基于MATLAB的非共点六连杆机构的强度校核

针对某型实训设备的开发工作应用MATLAB软件对该实训设备的非共点六连杆传动机构进行了受力分析,并根据分析结果对该非共点六连杆传动机构进行了强度校核,给出了该机构几何尺寸的下限,为下一步的零件设计工作提供了依据。将MATLAB与受力计算、强度校核相结合,参数修改方便,大大缩短了设备受力分析和强度校核工作的时间。     

基于SolidWorks的切割机转轴有限元分析

针对一款新型超薄铝型材自动切割机切割进给单元中的转轴进行研究,设计该单元的转轴传动系统结构,在SolidWorks软件中建立了转轴的三维模型。依据强度理论对转轴的强度进行理论校核。依据转轴的受力及工作情况,在Sim ulation模块中对其进行静力学强度分析,结果表明,设计的转轴结构和强度能够满足该款切割机的切割进给工作性能要求和使用寿命要求。该研究为切割机的切割进给单元结构的改进与优化设计奠定了理论基础,也为进一步提高该款型材切割机的性能及设备维护提供了一定的技术参考。     

塔设备计算机辅助强度计算及校核

利用Visual Basic语言编制塔设备强度计算及校核的计算机辅助设计软件,包括筒体、封头强度计算,塔设备的强度校核,材料库的建立及开孔补强计算等,同时还具有计算及校核文档自动生成功能。该程序能够缩短塔设备的设计周期,提高工作效率。     

基于虚拟样机立式电机有限元结构分析与优化

大型立式电机是重要的生产动力设备和辅机设备.对于此类设备的结构设计,必须考虑运行时的实际工况载荷,进行详细的结构力学分析,使结构设计安全可靠.文中首先基于三维CAD(computer aided design)技术和虚拟样机技术, 建立某大型立式电机的实体模型和虚拟样机模型,然后借用大型有限元分析程序NASTRAN,对该设备的运动学、动力学性能进行数值模拟分析.进行电机模态试验,试验结果验证虚拟样机模型和数值模拟的有效性.结果表明,系统不会发生共振,强度、刚度满足设计要求.最后,在力学分析的基础上对结构进行优化,为该设备的开发和改进提供参考.     

某热激励设备优化分析

运用MSC.Patran和MSC.Nastran有限元分析软件,建立了热激励设备三维单元模型,通过面-面辐射计算得出照相区域温度分布。对热激励设备进行结构优化,在照相区域不变的前提下,将热激励设备底端周向放大,结构由圆筒形式改为圆台形式,圆台内壁面对照相区域增加热反射效应,使得该区域温度趋于均匀。此研究方法在结构热强度试验装备设计中具有较大的应用潜力。     

基于Ansys对起重机械受损部件结构修复

起重机械作为一种高风险性设备,其结构的安全性和可靠性具有重要意义。在其使用运行期间,易因各种原因造成其部件形成缺陷。针对更换设备受损部件周期较长的问题,提出采用补强技术来修复高风险性设备的受损部件。由于传统的理论计算公式并不能很好地进行具体受损部件的强度计算,故以有限元方法模拟不同修复模型后受损部件的应力分布情况。结果表明:不同修复模型下受损部件的应力分布情况差异较大,采用合理的修复模型可使结构满足强度要求。在理论分析的基础上进行试验研究,结果证明了修复模型的有效性。研究结果可为设备受损部件在服役寿命预估等方面提供基础信息。     

基于ANSYS的含裂纹核级承压设备剩余寿命预测

含裂纹核级承压设备剩余寿命是一个关于应力强度因子KI和极限裂纹尺寸aN有关的函数,求得应力强度因子KI,便可估算剩余寿命。针对核级设备中,裂纹尖端应力强度因子难以测量的问题,本文提出了一种基于ANSYS软件的求解方法,从而预测含裂纹核级设备的剩余寿命。计算结果表明,该方法具有很高的精度,适用于复杂的核级承压设备。     

船用燃油分离器支架拓扑优化设计

船用设备支架的外形尺寸通常要求非常紧凑,对重量的要求也非常严格,在结构强度和使用功能合理的前提下,设备支架的外形尺寸越小、重量越轻越有竞争力。采用质量最小且为优化目标而建立船用设备支架拓扑优化的模型,后续将会有相应文章对本文的拓扑优化的前后结果进行强度校核。     

一新型机电限位机构的仿真分析

本文利用CAD／CAE技术对一新型限位机构进行机构运动仿真和有限元分析。该限位机构用于限制大型光电设备垂直轴系的旋转。在利用UG建立了整个光电设备的三维模型后，时限位机构进行了运动仿真，根据检查到的零件间的干涉情况对设计中游在的问题进行了修改和优化。利用MSC．Patrarr／Nastran对限位机构和相关部件进行了有限元分析，校核机构的强度和对整个设备精度的影响。仿真结果表明该限位机构工作可靠，能够满足大型光电设备的使用和性能要求。     

700t单门式桅杆横梁吊装设备有限元计算

用有限元法对石油化工生产中７００ｔ级反应器吊装用新型单门式桅杆横梁吊装设备进行强度、刚度计算分析,并依据计算结论,对吊装设备的结构进行加强和优化。计算结果实践证明,该新型单门式桅杆横梁吊装设备的结构设计合理,力学性能好,强度、刚度满足设计和吊装要求。     

液力偶合器叶轮强度分析及试验验证

通过分析给出了液力偶合器叶轮载荷的数学模型,并利用该载荷模型对某型液力偶合器叶轮进行整体有限元强度分析,建立了该型号偶合器叶轮强度测试试验台,采用应变片对泵轮叶片指定位置强度进行测试。结果表明,利用理论分析建立的载荷模型对叶片进行有限元分析的结果与叶片实际测试结果较吻合,为该系列产品的设计与强度分析提供了依据。     

单向相关下的机械零件动态可靠性分析

对于载荷与强度存在相关性的情形,应用传统的应力-强度干涉模型具有一定的局限性。为评估零件在应力与强度单向相关下的动态可靠度,利用Gamma过程来描述随机载荷作用,基于经典的Miner累积损伤理论,推导随着载荷作用而产生的强度不断降低的强度退化模型。结合应力-强度干涉模型,进而建立零件的动态可靠度模型。最后通过算例验证模型的有效性,结果表明,该模型能够有效用于零件在单向相关下的动态可靠性评估。     

基于DD-HSMM的设备运行状态识别与故障预测方法

针对设备运行状态识别与故障预测问题,提出一种基于时变转移概率的隐半Markov模型。该模型将设备历史运行信息融人Markov状态转移概率矩阵的估计过程中,使Markov状态转移概率矩阵具有时变特性。基于改进前向后向算法研究了相应的隐半Markov模型参数估计方法,使其能够不断综合利用历史运行信息进行自我更新,以更加符合设备真实运行的过程。同时以该模型为基础,利用故障率方法建立了对设备剩余使用寿命进行预测的基本步骤。通过某滚动轴承运行状态识别实例演示了该模型的建模过程,证明了基于该模型的设备状态识别与预测方法比传统隐半Markov模型方法更为有效。     

机械设备状态概率模型的构建与应用

在研究概率神经网络的基础上,本文提出了构建设备状态概率模型的方法。通过对神经网络结构的分析和主要模型参数的计算,以设备运行历史数据作为网络样本点,建立了设备的概率模型。该模型能较好的反映机械设备的运行状态,通过分析设备运行的历史数据,证明了该模型的合理性和正确性。