基于键合图的行星滚柱丝杠副动态特性建模与仿真

考虑行星滚柱丝杠副传动间隙、啮合面接触变形、丝杠扭转与拉压变形、加工误差、载荷分布、摩擦力及惯量等因素,运用键合图理论建立行星滚柱丝杠副动态特性分析模型,推导其状态方程。引入功率结型结构描述传动间隙引起的螺纹啮合面间接触力、阻尼力非线性分段特性,用Lu Gre模型反映啮合面摩擦力对行星滚柱丝杠副动态特性影响。以一组行星滚柱丝杠副参数为例,将其阶跃速度响应结果与Adams仿真结果进行对比,验证模型的正确性。分别研究丝杠转速、滑滚比对摩擦力响应特性影响及传动间隙、加工误差对刚度特性影响。分析结果有助于提高行星滚柱丝杠副动态精度及工作稳定性。     

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。     

基于刚柔耦合的复合滚柱活齿传动动态特性分析EI北大核心CSCD

针对实心滚柱活齿在运行过程中滚柱接触应力大和系统易产生较大振动噪音的问题,对滚柱活齿进行改进,提出一种复合滚柱活齿结构,在数值仿真过程中将复合滚柱活齿外圈和内芯以及实心滚柱活齿进行柔性化,分别建立了两种不同滚柱活齿传动的刚柔耦合动力学模型,对系统传动动态特性进行分析。仿真结果表明,复合滚柱活齿传动与实心滚柱传动相比,其动态啮合力和振动加速度的峰值及波动范围更小,输出更平稳。复合滚柱的柔性增大了滚柱活齿传动中的阻尼,使系统在运行过程中的冲击载荷减小,系统振动明显改善。振动试验表明,复合滚柱活齿样机所测振动加速度峰值明显降低,且整体传动振动噪声明显改善,复合滚柱活齿结构对传动过程减振降噪起到一定作用。     

考虑粗糙度的倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动弹流润滑分析

为了研究倾斜式双滚柱包络环面蜗杆传动共轭齿对在啮合传动过程中考虑粗糙度的润滑特性。根据该传动副的啮合理论,在弹性流体动力润滑理论基础上,基于牛顿流体弹流润滑模型建立了传动副的线接触简化模型和数学模型,考虑共轭齿面粗糙度对弹流润滑的影响,利用多重网格技术进行数值求解,得出一个共轭齿对从啮入到啮出不同啮合时刻的油膜厚度和油膜压力,并据此分析了滚柱半径、喉径系数、滚柱偏距、倾斜角对弹流润滑特性的影响。结果表明粗糙度的存在会造成传动副的油膜压力和油膜厚度产生波动,使最大油膜压力峰值增大,最小油膜厚度减小,因此粗糙度对该传动副的润滑是不利的;滚柱半径、滚柱偏距和倾斜角过大,喉径系数过小时,越不利于动压油膜的形成,对传动副的润滑越不利,要保持该传动副具有良好的润滑性能,滚柱半径、滚柱偏距和倾斜角不要过大,喉径系数不要过小。     

基于在线测量的滚动直线导轨副精度保持性测试方法及试验研究

针对滚动直线导轨副精度保持性检测要求,提出了一种基于激光位移传感器测距的滚动直线导轨副运动精度在线检测方法。根据相对运动定理,该方法将4个激光位移传感器在线测量的滑块相对导轨基准的距离变化量转化成导轨平行度和滑块偏转角的变化量。通过滚动直线导轨副精度保持性测试方法,在线测量滚动直线导轨副在实际运行过程中的精度损失量,并与滚动直线导轨副的离线数据对比,有效验证了测试原理的可行性。最后,从多方面进行了误差分析。     

考虑导轨位移波动误差影响的滚柱直线导轨振动分析

由于刚度和阻尼的时变性,垂直于导轨导向方向的位移波动误差,被认为是直线导轨运动过程的一种位移激励,滚柱直线导轨在此激励作用下的振动是研究的主题。首先对直线导轨的动态特性进行分析;基于HERTZ接触理论计算滚柱直线导轨的垂向刚度,并且试验测量直线导轨单元的迟滞回线,辨识不同频率下的阻尼特性;然后建立广义的具有时变刚度和变阻尼的振动模型。引入非线性振动理论的增量谐波平衡法(IHB)分析振动过程,并运用数值仿真验证此方法的可行性。     

行星滚柱丝杠副运转过程动态特性分析

以行星滚柱丝杠副为研究对象,建立行星滚柱丝杠副有限元模型。基于显式动力学有限元算法,采用全积分单元进行沙漏控制,通过调整单元密度和采用混合时间积分算法提高计算速度,对行星滚柱丝杠副进行动态特性分析。分析结果表明：随着滚柱转速增大,丝杠相对滚柱的轴向位移、速度大小及波动幅度均变大;不同转速下,螺纹牙上同一接触单元von Mises应力基本一致;同一转速下,丝杠副的4个螺纹牙上的接触单元均存在载荷分布不均现象,且第1个螺纹牙上的von Mises应力波动最大;丝杠侧接触单元von Mises应力大于螺母侧接触单元von Mises应力。     

高速列车车轮型面磨耗对轨道、桥梁振动特性影响分析

以国产某型号动车组、CRTSⅢ无砟轨道和32 m标准箱型简支梁为对象,基于列车-轨道-桥梁耦合动力学和固定界面模态综合法理论,利用多体动力学软件UM与ANSYS、HYPERMESH联合仿真的方法,建立三维车线桥耦合动力学精细模型,采用轮轨非椭圆多点接触算法。在数值算例中,以列车通过3跨简支梁桥为计算背景,分析不同里程、速度下的车轮型面对轨道、桥梁结构振动特性的影响;结果表明:车轮型面磨耗对轨道、桥梁结构的振动特性:横向受到的影响大于垂向。横向振动响应指标随着车轮型面磨耗增加,逐渐增大;同时会造成轨道、桥梁振动主频发生偏移,幅值异常,对结构的中高频阶影响更大。建议轨道、桥梁结构设计过程中,考虑轮轨型面发生变化后的影响,减小轮轨型面变化对轨道、桥梁结构造成的影响。     

双层高架对轨道交通噪声空间分布的影响研究EI北大核心CSCD

运用振动功率流法计算轮轨粗糙度激励下的轨道和桥梁振动速度,采用二维声学模型计算单位荷载下轨道和桥梁结构的振动速度及辐射声压。联合前两步,根据振动功率等效原则预测钢轨和桥梁实际的辐射声压,某U梁现场实测轨道交通噪声验证了该方法的准确性。对比研究了合建高架和独立轨道交通的噪声分布特性,结果表明:(1)道路桥的屏障效应导致该桥面以上扇形区的噪声明显减小,到轨道中心线的水平距离越近,降噪值越大;(2)无声屏障时,道路桥面高度以下空间的噪声增大3~10 dB,到轨道中心线的水平距离越近,噪声增幅越大;(3)轨道交通桥上设置声屏障可进一步减小道路桥面以上的扇形区的噪声,同时增大其余区域的噪声。     

基于齿面摩擦的人字齿轮副动力学特性分析

建立了考虑齿面摩擦、时变啮合刚度、齿侧间隙和综合传递误差的16自由度人字齿轮副三维空间弯曲-扭转-轴向耦合的非线性动力学模型,应用牛顿第二运动定律,建立系统的振动微分方程。根据人字齿轮副的啮合特性,通过数值积分方法分析了轮齿的啮合力,时变摩擦力和摩擦力矩,并采用基于弹流润滑理论(EHL)的摩擦因数计算模型计算了齿面摩擦因数。为了分析齿面摩擦对人字齿轮副周期振动及分岔特性的影响规律,比较了有无考虑齿面摩擦时系统的周期振动时域响应、振动位移分岔图及最大lyapunov指数变化图。结果表明,齿面摩擦导致齿轮副垂直于啮合平面方向的振动位移加剧,且减弱了齿轮副沿啮合线方向的振动。同时,齿面摩擦的存在使得系统提前进入混沌,且抑制了系统的混沌运动。文章的研究成果有助于进一步认识齿面摩擦对人字齿轮传动周期振动及非线性振动特性的影响,为人字齿轮传动设计提供技术依据。     

缩尺比例车辆-轨道垂向振动实验系统研究

在分析车辆-轨道垂向耦合振动模型基础上提出基于相似性原理的缩尺轨道垂向振动实验台,具体阐述其关键参数的计算方法;基于轨道车辆运行设计沿轨道纵向运行的加载小车,实现车辆载荷移动加载;基于虚拟仪器技术实现实验台控制及数据采集。通过对缩尺实验台动力学模型数值仿真、实验结果表明,该缩尺轨道垂向振动实验系统能模拟车辆-轨道垂向耦合振动的低频振动特性。     

汽车衡秤面防滑纹对称重稳定性的影响研究

选取汽车衡秤面周期分布的不同防滑纹类型为研究对象,考虑轮胎的包络特性的条件下分别建立其等效路面高度曲线,研究其对运动车辆的激励作用。建立1/4车辆振动模型,利用轮胎包络特性的半经验方法得到钢板防滑秤面的等效高度曲线,采用轮胎包络特性的面接触模型得到条纹防滑秤面的有效路形,并通过Matlab/Simulink仿真,得出不同类型防滑纹的秤面对车辆激励力的变化曲线。结果表明:对于钢板防滑,当激励频率小于共振频率时,车辆行驶速度越小,产生的激励力越小;当激励频率大于共振频率时,车辆行驶速度越大,产生的激励力越小。钢板间净距小于轮印长度时,间距越小,秤面等效高度曲线波动幅度越小,但接近共振时会引起秤面激励力的增大。对于条纹防滑,条纹与轮胎承载面的接触面积变化越小,变化速率越慢,秤面对车辆的周期激励力就越小。     

直升机桨叶动力分析的综合离散法

本文应用综合离散法对直升机桨叶进行动力分析,给出桨叶节点位移模式的表达式,对某桨叶计算了挥舞面弯曲振动、旋转面弯曲振动及耦合振动的固有频率,分析了桨叶在挥舞面的稳态响应。数值结果与实验数据及有限元法的计算结果非常一致。     

钢轨横向动态位移及振动水平对轨道安全性及钢轨波浪磨耗的影响

基于"轮轨柔度差变"机理,研究了弯道线路不同轨道支承系统钢轨横向动态位移、振动水平及钢轨表面粗糙度的变化,结果表明,降低轮轨横向柔度差变及控制钢轨横向振动是有效抑制减振轨道系统钢轨波浪磨耗的形成与发展的关键措施之一。     

滚动直线导轨副精度稳定性质量控制技术研究

滚动直线导轨副的外形安装尺寸已经标准化,利于滚动直线导轨、滚动滑块的模块化生产,大大提高生产效率。本文通过研究标准导轨上安装不同精度的滚动滑块,运用统计质量控制技术,分析滑块滚道加工精度及滚动直线导轨副加工精度的过程控制能力,找出关键因素;对关键因素建立控制计划;建立SPC作业指导书,减少滑块磨及滚动直线导轨副精度加工质量波动,提高过程稳定性。     

考虑关键运动副特点的船用多功能数控机床模态分析

针对船用多功能数控机床在舰船环境下的结构动态性能研究,结合舰船波浪载荷作用下的摇荡特点,揭示了机床的运动坐标体系和布局方案,并进行了机床关键导轨滑块运动副5自由度载荷特点的受力分析;依据机床振动理论构建了导轨滑块运动副粘性阻尼振动模型及其有限元结构模型;采用机床锤击试验模态和机床有限元结构模态相结合的方法验证了包含导轨滑块运动副粘性阻尼系统的有限元机床模型的适用性,并分析确定了机床110Hz内的6阶模态振型及其频率。     

曲线半径对跨座式单轨车桥耦合系统振动影响

为探究轨道梁的曲线半径对跨座式单轨车桥耦合系统振动的影响，基于拉格朗日动力学方程式，在考虑柔性轨道梁的情况下，采用UM建立跨座式单轨的车桥耦合系统。研究通过设置固定曲线超高率，改变轨道梁曲线半径和行车速度来分析不同曲线半径的轨道梁对单轨车桥耦合系统的影响。分析结果发现：100 m曲线半径的轨道梁，其竖向振动位移和车体质心竖向位移对车辆速度的变化较敏感，稳定轮和导向轮在大超高率和速度变化较大时，左右侧轮胎径向力出现较大差异，将使轮胎磨损，并且车辆通过性差。曲线半径为200 m～300 m时，轨道梁和车体的振动幅值变化小，导向轮与稳定轮两侧受力均衡，10%超高设置适中。当曲线半径更大时，在固定超高情况下，车体离心力减小，车体出现内倾趋势，两侧稳定轮和导向轮的径向力出现明显差异，车辆长期行驶在此工况下也会导致两侧轮胎磨损不均。综合分析，曲线超高随曲线半径的增大而减小，可使车辆具有良好的通过性。     

轨道交通引起环境振动的测试评估与改进

正本文将以轨道结构减振模型为依据,采用减小扣件刚度的减振措施降低环境振动。最后在同一测点进行在线测试数据,对比分析刚度变化前后对振动控制的效果。一、减振原理与测试内容1.减振原理轨道结构采用弹性扣件单元的减振措施后,从结构动力学原理的角度分析,钢轨-扣件-道床系统可以简化成一个单自由度的质量-弹簧-阻尼,质量为m_1的     

轨道交通减振扣件对列车稳定性影响对比测试

为研究GH-1轨道交通新型减振扣件对列车稳定性的影响,进行轨道行车稳定性试验,测试列车通过不同轨道减振扣件区时转向架及车厢的横向和垂向振动加速度,与现行国际规范及国家标准规定的列车运行安全性和平稳性指标进行对比,并比较分析列车在不同扣件区的振动加速度响应。结果表明,列车通过GH-1新型轨道减振扣件区时,列车安全性和平稳性能够满足标准规定的限值,且车体的横向和垂向振动响应以及转向架的横向振动响应相对于列车通过国内常用的DT系列某型号扣件区时更小,列车稳定性更好。该结果对GH-1轨道交通新型减振扣件的使用安全具有参考价值。     

轿车变速器主减速器齿轮副动态性能仿真

建立了某轿车变速器主减速器齿轮副的有限元模型,基于Abaqus/Explicit显式动态分析方法,对该主减速器齿轮副在最大转矩工况下的瞬态啮合过程进行了动态仿真计算,得到了轮齿齿面与齿根危险区域的等效应力云图、等效应力的幅值与瞬态变化过程等结果。在此基础上,研究了发动机输出转矩和包括中心距和同面夹角两个参数的安装误差等参数变化,对该主减速器齿轮副轮齿承载状况的影响规律,为以改善强度及可靠性为目标的结构方案修改提供了重要参考。