计及套圈变形的电主轴角接触球轴承动刚度分析

针对高速电主轴结构特点,应用弹性力学和滚动轴承动力学理论,建立考虑内圈弯曲变形影响的角接触球轴承动刚度分析模型,探讨不同工况下内圈的径向挠度及其对轴承动刚度的影响,最后在12MD60Y6型号电主轴上进行轴承动刚度测试。理论和实验结果表明,内圈径向挠度和轴承的轴向载荷成正比、与转速成反比,在重载条件下其值不容忽视。考虑内圈径向挠度的轴承动刚度计算结果更接近实验结果。     

高速滚动球轴承动态载荷计算改进方法的研究

在离心力和陀螺力矩的作用下,滚动球轴承高速旋转时的内部载荷分布与轴承静止情况下的载荷分布具有显著差异,其主要影响因素包括,滚动轴承的接触角、轴承预紧位移以及旋转速度等。基于JonesHarris(简称JH)力学模型的轴承载荷分布的分析方法已经得到了广泛的应用。然而其计算公式多、迭代繁琐、收敛速度慢。针对此现象,研究了轴承动态载荷分布规律及其算法,提出了改进的JH轴承数值计算模型,给出相应的简化计算步骤。计算与对比结果表明,改进的JH计算模型在其应用范围内,可以大幅减少计算时间。     

四列角接触球轴承振动特性研究

基于滚动轴承动力学理论,建立了四列角接触球轴承的动力学分析模型,并以某型号四列角接触球轴承为例,对不同结构参数与工况参数下的轴承振动特性进行理论分析。结果表明:对于四列角接触球轴承,根据使用工况选择大、小球列不同的内、外沟曲率半径系数与初始接触角更有利于轴承的减振降噪;对轴承施加一定的轴向预紧量可有效减小轴承振动;存在较为合理的轴向载荷、倾覆力矩及内圈转速范围使四列角接触球轴承在使用时的振动较小。     

连续梁桥横向抗震挡块简化分析方法研究

地震作用下,经过合理设计的挡块对桥梁上部结构具有很好的限位作用。《公路桥梁抗震设计细则》仅在构造措施中要求设置挡块,但未明确其具体设计方法。为简化挡块设计过程,提高计算效率,对连续梁桥计算模型的简化方法进行研究,并通过简化模型的动力特性与有限元模型对比,验证了其简化的合理性;对简化分析中需考虑的参与振型进行了研究,结果表明,规则桥梁仅需考虑横向平动振型就可基本满足工程精度要求;相较于美国规范和日本规范的计算方法,简化方法基本介于两者之间说明了计算结果的可靠性,且由于考虑了结构自身动力特性的影响,计算的挡块地震力随着墩高的增大而减小,计算结果更为合理。     

格构式输电塔结构多质点简化模型研究

采用“串联多质点系”力学模型,建立了典型500kV酒杯型输电塔和鼓型输电塔简化模型。根据高频动态测力天平风洞试验结果,计算了输电塔简化模型的风致响应,与根据实际结构有限元模型的结果进行了比较,对简化模型的计算误差及适用性进行了分析。结果表明,简化模型不适合用于格构式结构局部杆件的响应分析,但在计算反映结构整体特性的响应时具有较高的精度。     

基于谱单元方法的平板冲击流固耦合研究

假设流体无粘且无旋,计及流体中的气穴现象,采用谱单元方法建立水下爆炸瞬态流固耦合的三维数值模型,探讨了水下爆炸瞬态流固耦合作用的机理,用经典的平板冲击问题对数值模型进行验证,数值结果与解析解吻合良好,并根据数值结果绘制了流体中的气穴区域,对气穴效应进行分析,分析显示,气穴效应会对结构响应产生很大影响,在计算中应予以考虑。基于本文建立的数值模型,在不同网格细化的条件下,分别采用谱单元方法和有限元方法对弹簧——平板模型进行水下爆炸瞬态流固耦合问题的求解,并在此基础上对谱单元方法和有限元方法进行对比研究,研究发现,谱单元方法在提高精度的同时能大量节省计算时间,可较好地应用于水下爆炸流固耦合问题的求解中。本文旨在为相关水下爆炸瞬态流固耦合的研究提供参考。     

基于双步长的显式动力学方法

为了建立精度更高、稳定性更好的显式积分算法,在双步长线性加速度假设的条件下,通过积分推导,提出了双步长显式法和修正双步长显式法。对这两种新方法进行了稳定性、精度和截断误差分析,并通过算例对两种新方法、中心差分法和解析解进行比较。结果表明,无阻尼情况下,双步长显式法是不稳定的,而修正双步长显式法与中心差分法具有相同的稳定条件;大步长情况下修正双步长显式法和中心差分法的幅值误差小于双步长显式法;小步长情况下修正双步长显式法的阻尼比误差和周期误差都比中心差分法小,具有良好的综合性能。     

基于HHT方法的煤矿巷道掘进爆破地震波信号分析

采用HHT方法和EMD分解对煤矿巷道掘进爆破地震波信号的频谱特征、能量分布进行了研究。结果表明：掘进爆破振动的主振频率在100Hz~250 Hz范围内,而主要能量集中在160~260Hz,在0~160 Hz频带范围内能量小、且分布较为均匀。由于采用微差爆破,与质点振动的幅值相对应,振动的能量主要集中在0.25s~0.31s、0.35s~0.4s两个时间段,瞬时能量存在四个峰值,瞬时能量最大的是崩落眼装药起爆。并结合研究成果,从爆破能量控制的角度提出了降低爆破地震效应的对策。     

基于跟踪混沌化方法的线谱控制技术研究

船舶辐射水声中的线谱成分是被动声纳在水声对抗中检测、跟踪和识别目标的主要特征信号,混沌隔振技术利用隔振系统处于混沌状态时其响应功率谱呈连续谱这一特征来抑制动力机械对艇体的线谱激励。针对目前混沌隔振技术在工程实际应用中存在如何在小振幅条件下实现持续混沌运动的难题,提出了利用跟踪控制使隔振系统混沌化方法,抑制辐射水声中的线谱成分,同时解决了跟踪目标建立的难题,试验结果证明了该方法的有效性。     

基于VPMELM的滚动轴承劣化状态辨识方法

针对变量预测模型模式识别方法(VPMCD)仅仅包含几种简单数学模型的问题,所建立的预测模型不足以反映特征值之间的复杂关系;极限学习机(ELM)回归模型是一种复杂且被广泛应用的模型,其模型可以反映特征之间的相互关系。结合极限学习机回归模型和VPMCD方法的优点,提出了一种基于极限学习机的变量预测模型(VPMELM)模式识别方法,并将该方法应用于滚动轴承劣化状态实验中。实验表明,基于VPMELM的辨识方法可以有效地对滚动轴承的劣化状态进行识别。     

一种测量球磨机衬板受力的方案

为了测量球磨机衬板所受到的载荷施加的力,分析衬板的受力情况,根据衬板的受力特点提出一套测量方案,该方案包括一台测量装置和对该装置输出信号的处理方法。在此测量方案中,测量装置的铰链杠杆结构将衬板受到载荷所施加的力等效可分解成3个分力,再采用传感器测量出分力作用在测量装置上引起的负载梁应变,通过相关的计算,得出这3个分力的大小,进而得到衬板的受力的大小。     

绳锯线弓角静态测量方法的研究

金刚石绳锯在切割圆弧板材时,受到进给方向的阻力,形成"线弓角",使板材中部产生"过切",严重时导致材料报废.为解决这一问题,提出了线弓角的概念,从理论上提出了一种基于悬臂式力传感器的绳锯线弓角的静态测量方法,通过轴力传感器输出的电压值计算出线弓角度.试验在自行设计和搭建的绳锯线弓角测量平台上进行,用钢丝绳模拟串珠绳产生线弓角,并进行导轮受力与线弓角关系的静态测量试验分析,以验证该方法测量线弓角的可行性.试验结果表明:在一定范围内,串珠绳初始张紧力越大,线弓角的计算值越接近理论值.因此,采用所提出的测量方法,当装有轴力传感器的导轮处在刚好与钢丝绳接触的状态下,选择合适的初始张紧力,可以测得较准确的角度值.     

钢珠旋压工艺力能参数的分析及计算

针对滚珠旋压工艺的工艺参数即轴向进给量、壁厚减薄量、钢球直径大小对所成形的小直径薄壁管件（或筒件）精度、成形设备功率的选择的影响,对钢珠旋压过程作了求解各向分力及基与成形工作角等工艺参数的理论推导,提出滚珠旋丈夫时工作区的平均正压力可以通过钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力近似相等的假设,得出了滚珠旋压成形力和成形功率的计算公式。认为滚珠旋压工艺中3个分力数值相差比较大,而且工作角对各项工艺力呈指数关系。实验结果与计算结果对比表明所推导的公式具有较强的实用性。     

一种两端固支微开关梁的静力学分析模型

建立了一种两端固支微开关梁的静力变形分析模型,该模型将受电场力作用的两端固支微开关梁的受力变形分为三个阶段:梁受电场力作用、梁中点不受约束的变形阶段;梁受电场力作用、且梁中点变形受约束的变形阶段,即此时在梁的中点还要受到一支反力的作用;梁受电场力和一个附加支反力作用,并在梁的中间一段具有指定的位移和转角的变形阶段;在第二阶段中梁所受支反力的大小及第三阶段中梁所受支反力的大小和位置都与驱动电压有关。在实例中,设计了一种求解各未知量的迭代方法,并给出了部分计算结果,包括:梁中点挠度和驱动电压间的关系、梁中点挠度和梁中点弯矩间的关系、梁长对吸合电压影响、驱动电极长对吸合电压的影响等,从中可得出一些有益的结论。     

木托盘受力性能理论分析及有限元模拟

目的对木托盘静载堆码时的力学性能进行理论分析和有限元模拟。方法建立木托盘顶铺板和纵梁板的力学模型,通过理论计算获得选用松木和杨木LVL 2种不同材料时的最大应力和最大挠度;按国家标准建立木托盘有限元模型,进行网格划分、施加载荷和约束后,获得选用松木和杨木LVL 2种不同材料时的最大等效应力值和最大变形量,并与理论分析结果进行对比。结果理论分析和有限元分析结果规律一致,最大应力均出现在中间纵梁板上,最大变形均发生在顶铺板上,且数值差距较小,2种分析方法均合理可行。结论该研究为木托盘的性能分析提供了有效的方法。     

集中载荷下四边固支正交各向异性矩形板的线性弯曲问题

采用载荷叠加法将集中载荷下四边固支正交各向异性矩形板线性弯曲的挠度分为3个部分：集中载荷下四边简支板的挠度、上下边简支左右边受弯矩的板的挠度、左右边简支上下边受弯矩的板的挠度,3个挠度之和在满足固支边界条件的情况下即为所要求的挠度的解。采用MATLAB软件编写程序进行计算,并将相同长宽的板在4种不同的厚度和载荷情况下的挠度计算结果与有限元分析结果进行比较,验证了解析解的正确性。最后讨论了经典的Kirchhoff薄板假设对于集中载荷的适用性问题。     

直升机传动轴的纵向振动分析

传动轴的纵向振动影响横向弯曲振动的稳定性及振幅,使轴端的花键微动摩擦及磨损。根据质心运动定理和Galerkin法建立和求得非惯性系下倾斜两端支承传动轴的纵向运动方程。在此基础上,用多尺度法求得纵向运动方程的一次近似解,并进一步求得纵向位移,分析了纵向振动的规律等。研究表明传动轴的非共振的纵向振动是小振幅、振幅按指数规律衰减、渐进稳定的振动,稳态纵向振动的振幅很小。传动轴的重力和偏心质量产生的惯性力引起纵向振动。传动轴的纵向振动无法消除,对传动轴的安全性构成威胁的可能性很小。     

考虑水平摩阻力的弹性地基梁大变形弯曲分析

设水平摩阻力与垂直支承反力成正比,建立了任意对称荷载作用下有限长弹性地基梁大变形的平衡微分方程式.进行了合理的位移形函数假设,利用Galerkin方法建立非线性代数方程组,采用迭代法进行求解,得到了弹性地基梁的位移和内力解.通过实例计算可知,水平摩阻力对弹性地基梁的挠度和剪力影响很小,而对弯矩和轴力影响很大.当要考虑弹...