空气静压轴承在橡胶国际硬度测量装置的应用研究

为提高橡胶国际硬度测量装置试验力的准确度,提出将空气轴承应用于橡胶硬度测量装置的施力机构。通过分析橡胶国际硬度测量装置对试验力的要求与测量装置的结构,考虑空气静压轴承的刚度、精度与加工特殊性等因素,探讨空气静压轴承应用于橡胶国际硬度测量装置的可行性,并提出完整的空气静压轴承设计加工方案。实验结果表明:该方案试验力偏差是原有橡胶硬度基准的1/10,能有效提高计量准确度,提升我国橡胶硬度计量水平。     

膜式空气弹簧非线性垂向刚度研究

基于Firestone 公司生产的1T15M-2膜式空气弹簧,运用膜式空气弹簧的理论刚度计算公式对空气弹簧的垂向刚度进行了分析。通过在ANSYS中建立该空气弹簧的精确模型,运用非线性有限元并逐次迭代的方法进行了计算,得到了空气弹簧在三种不同气压下的垂向刚度。仿真及理论计算的垂向刚度与试验数据基本一致。理论分析表明由有效面积变化产生的垂向刚度最大达到了总垂向刚度的一半以上,计算时不能忽略不计。该方法对于任意截面活塞的空气弹簧垂向刚度的计算有一定参考价值     

基于多层可行方向法液体静压转台优化设计

为提高液体静压转台的动力学性能, 该文从N-S方程着手, 计算了液体静压油腔处的动压承载力。通过供油压力计算了同位置处的静压承载力, 利用动压承载力和静压承载力的相互叠加, 计算了液体静压导轨综合承载力, 继而推导了油膜刚度的计算公式。在此基础上, 建立了以综合承载力和油膜刚度为目标函数, 以液体静压转台的振动基频为约束的优化模型, 利用响应面方法和分层可行下降方向法对优化模型进行了求解, 并对优化后的设计进行了瞬态冲击载荷下加工精度的验证, 从而为工程设计提供了理论依据。     

一种囊式空气弹簧动刚度混合有限元计算方法

针对传统空气弹簧刚度特性计算存在的问题,基于空气波动理论与弹性薄壳理论,提出了一种通过计算囊式空气弹簧的空气声压场和囊体应力场分布,进而确定其动刚度的有限元计算方法;并给出了运用该方法计算船用空气弹簧机械阻抗的实例,分析表明该方法合理可行,为囊式空气弹簧的动态特性分析计算提供了一种新思路。     

高刚度气体静压导轨设计分析

采用有限差分法求解气体静压润滑的二维Reynolds方程,其静态特性规律显示减小节流孔径可以提高气体静压导轨刚度,但是减小了气膜最佳工作间隙,对节流面的面形精度提出了更高的要求.采用直径50μm的节流孔,在50 mm×50 mm的滑块上实现了50 N/μm的最大刚度,并且试验结果与理论计算基本一致,从工程上验证了减小节流孔径实现高刚度的可行性.根据理论分析优化了导轨上滑块的节流孔的布局,设计了基于直径50μm节流孔的高刚度气体静压导轨;直径50μm节流孔对应的气膜工作间隙为5~7μm.采用光学加工的方法研制了基于光学材料(K9玻璃)的气体静压导轨,其良好的面形精度满足了小间隙气膜的润滑要求.     

精冲机静压导轨的油膜刚度设计及控制

根据精冲机滑块的高精度导向要求,选择精冲液压机滑块导向形式为静压导轨结构,设计精冲液压机滑块导向机构,由左右2副对称导轨组成,每副导轨又各设置2个主油垫和2个副油垫,以此增加油膜的强度和刚度,并计算静压导轨承载能力及油膜刚度,研究静压导轨油膜厚度控制方式。     

基于主动空气轴承作动器的模糊主动振动控制研究

提出基于主动空气轴承作动器的溜板模糊主动振动控制。在溜板的空气静压支承基础上,以主动空气轴承为作动器,采用模糊控制方法,实现运动中的溜板振动主动控制。在自制的空气静压导轨上用电磁激振器模拟干扰力进行控制实验,取得良好效果。     

空气弹簧刚度的有限元分析方法

在简要分析了确定空气弹簧刚度传统方法的基础上，从有限元的角度，提出了分析空气弹簧刚度的新思路，并初步解决了用有限元分析空气弹簧刚度需要解决的几何非线性，气压载荷变化等问题，而后，以回转型空气弹簧为例，分析了其垂向刚度特性，分析结果表明，用有限元分析空气弹簧刚度是可行的，最后，根据空气弹簧的实际情况，提出改进分析的措施。     

径向动静压浮环轴承-转子系统稳定性分析

以径向动静压浮环轴承-转子系统为研究对象,计入浮环质量和转子刚度建立了统一的动力学方程,用Routh-Hurwitz准则推导了单质量弹性对称系统的稳定性判据。用有限差分计算了某高速径向动静压浮环轴承的刚度系数和阻尼系数,在此基础上得到了不同浮环质量和转子刚度下动静压浮环轴承-转子系统的稳定性曲线。计算结果表明,浮环质量对系统稳定性影响不大,而随着转子刚度减小,系统失稳转速迅速降低。该文在高速浮环轴承-弹性转子稳定性整体建模和分析方面有较大的参考意义。     

弹簧和密封圈刚度和阻尼对气体端面密封追随性的影响研究

气体端面密封在实际运行中,静环对动环轴向窜动和角向摆动的跟踪响应能力(追随性)至关重要,优良的追随性能够降低外界干扰对密封稳定性造成的影响。将气体端面密封简化为弹簧-阻尼-质量系统,基于线性化的摄动法求解了密封气膜动态性刚度和阻尼系数,在此基础上研究了弹簧和补偿环用辅助密封圈刚度和阻尼对气体端面密封追随性的影响规律,研究对象包括动压式密封、静压式密封以及动静压混合式密封三种密封形式。研究结果表明:当刚度和阻尼分别小于某数量级时,三种密封在轴向和角向均能具有优异的追随性,随着刚度和阻尼的增加,密封追随性随之变差;同等条件下,动压式密封追随性最好,动静压混合式密封次之,静压式密封最差。     

新型长方体形囊式空气弹簧垂向动态特性研究

空气弹簧是一种刚度可变,同时固有频率基本不随载荷变化的非线性隔振元件。在狭长空间中,长方体形空气弹簧比回转体空气弹簧具有更高的空间利用率。在现有回转体空气弹簧动态特性理论研究基础上,考虑了系统振动频率对多变指数与垂向动态特性的影响,建立了空气弹簧非线性刚度模型,推广了垂向刚度计算公式,并提出概念绝热频率阈值。设计了一种新型长方体形囊式空气弹簧并进行了试验研究,结果与理论预测符合良好。同时通过与商用空气弹簧的动态特性对比,展现了该设计承载能力大、空间适用性高的优点。     

条缝式纤维空气分布系统速度压力性能实验

以干冰作为发烟物质可视化研究了条缝式纤维空气分布系统表面空气的流动情况,研究了条缝式纤维空气分布系统表面空气流速和内部空气压力(总压、静压和动压)沿径向和轴向方向的分布特性。实验结果表明:采用条缝式纤维空气分布系统送风时,部分空气以较低的流速从纤维孔隙中向外渗透,其余空气则以较高的流速从孔口处射出,方向垂直于纤维壁面,各股射流流态相似,到达一定射程后开始掺混,形成类似条缝式的气流;表面空气流速(渗透流速和射流流速)沿管长方向(轴向方向)近似均匀分布;空腔内部空气径向总压、静压近似均匀分布,动压呈辐射状向壁面处递减;轴向总压和和动压逐渐减小,静压逐渐增加,且入口处压力梯度较大。     

空气弹簧弹性特性理论分析与试验研究

刚度特性、频率特性直接影响空气弹簧的隔振性能.利用工程热力学理论推导空气弹簧刚度及频率的数学表达式,并进一步利用试验研究空气弹簧静、动态特性,研究结果表明:空气弹簧弹性特性为一族非线性曲线,充气压力越大,承载能力越强;空气弹簧的刚度随充气压力增大而增大,而频率基本保持不变;在激励频率为0.5-6.0Hz范围内,空气弹簧的动刚度随着激励频率的增加呈先缓慢减小然后迅速减少的趋势;动刚度基本不随激励振幅发生变化.     

电流变液静压导轨系统静动态特性研究

研究了一种以电流变液为润滑介质的静压导轨系统静动态特性。利用液阻网络理论,在分析电场强度与电流变液黏性关系,综合考虑关联参数的基础上,建立了电流变液静压导轨系统的CFD计算数值模型。根据摄动理论,利用Fluent动网格技术,研究了在不同工作变量下电流变液静压导轨的静动态特性。研究结果表明:电场强度、负载因素与初始压力比等工作变量均会对电流变液静压导轨系统性能带来影响;电场强度增强会使系统流量减小,阻尼系数增大,但不会对系统静刚度带来影响;改变切削力载荷频率,导轨系统会出现共振现象,增强电场强度可显著提高系统动刚度,抑制共振时的最大振幅。实验结果与仿真数值一致,为电流变液静压导轨的设计应用提供了理论参考依据。     

环形油腔液体静压推力轴承动态特性的影响因素研究

液体静压推力轴承的动态特性直接决定了其运行状态的稳定性,而油腔结构和节流方式是影响其动态特性的重要因素。为此,基于小扰动法将环形油腔液体静压推力轴承的Reynolds方程分解成动态方程和静态方程,分别求解得到小孔和毛细管节流方式下其油膜刚度和阻尼系数的解析表达式。同时,通过开展油膜刚度测量实验来验证理论计算结果的正确性,两者之间的相对误差小于15%。理论计算结果显示：对于液体静压推力轴承,环形油腔优于圆形油腔,小孔节流优于毛细管节流。通过分析油腔面积和油腔位置对小孔节流环形油腔液体静压推力轴承油膜刚度和阻尼系数的影响规律发现,当内、外径等基本结构参数确定时,调整油腔的面积和位置可以有效优化该轴承的动态特性系数。研究结果有助于以动态特性为目标的液体静压推力轴承的结构优化设计。     

有限元法计算长方型橡胶空气弹簧隔振器的垂向刚度

针对传统计算橡胶空气弹簧垂向刚度的局限 ,提出用有限元法进行计算 ,解决了囊内空气变化问题。并对长方型橡胶空气弹簧隔振器进行了垂向刚度的计算 ,与试验值的对比结果说明 ,该方法是可行的。     

净化空调系统中FFU的应用

净化空调系统出现了一种新的送风方式一风机过滤单元（Fan Fiher Unit简称FFU）送风方式。该方式空气由FFU送到洁净室,从回风静压箱经两侧夹道回至送风静压箱,在回风夹道设干式表冷器处理洁净室内负荷。新风处理机可集中设在空调机房内,处理后新风直接送入造风静压箱。     

多微通道式气体静压节流器阶跃响应特性的测试研究

针对采用外部激励法研究气体静压节流器的响应特性时存在实验设计复杂、动态参数难以计算等问题,设计新的阶跃响应测试来分析气体静压节流器的动静态特性。采用多微通道式气体静压节流器作为研究对象,设计测试方案对空载时的多微通道式气体静压节流器在垂直方向上的阶跃响应进行测量,通过时域分析法分析其性能参数。测试结果表明:多微通道式气体静压节流器-气膜系统为二阶系统,且阻尼振荡频率随着输入气压的增大而增大;根据节流器-气膜系统的动力学模型和阶跃响应函数,进一步得到气膜的阻尼系数和静刚度,且其阻尼系数和静刚度随输入气压的增大而增大。该阶跃响应测试方法能有效分析多微通道式气体静压节流器的固有频率、阻尼比等性能参数,对节流器结构的设计起指导作用。     

风机盘管机组试验装置中送风静压腔高度的确定

通过对风机盘管机组试验装置中空气分布的研究,确定测试房间的送风形式,建立送风设计模型,确立送风静压腔高度的计算方法,为风机盘管机组试验装置的外围结构设计提供理论依据。     

双腔室空气弹簧动刚度理论模型与实验研究EI北大核心CSCD

空气弹簧目前越来越多地用于高端车辆和高铁的隔振,但其动刚度的精确模型不够完善。提出了一种基于热力学的多腔室空气弹簧动刚度理论模型,以适用于乘用车空气悬架控制的精确算法。该动刚度公式综合考虑了外界热交换产生的等效阻尼特性、空气气囊的气腔刚度特性以及气囊阻尼特性,给出各贡献项明确的物理意义及精确的数学表达。与传统空气弹簧模型相比,本模型未对气腔内部气体变化过程加以约束,故具有较强的普适性。示功实验验证了提出的空气弹簧动刚度理论在大行程下的精确性(与实验值相对误差在0.5%以内)和普适性。