724龙门刨床静压导轨的设计

液体静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油,使运动件浮起,工件过程中,导轨面上油腔中的油压能随着外载荷的变化自动调节,以平衡外载荷,保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。本文阐述液体静压导轨的工作原理及设计过程,改造后达到使用要求。     

液体静压导轨单一导轨面内油腔数目的分析

目前液体静压导轨的导轨面内一般设计成对称单行、若干列油腔。油腔的数目(即列数)是液体静压导轨设计中的关键,对导轨的动态、静态性能都有着较大的影响。以液体静压导轨的单一导轨面为研究对象,分别作用垂直和倾覆载荷,推导了导轨的承载能力、静刚度与油腔数目的数学关系式,并进行了相应的分析。以工程中的滑板系统为例,滑板导轨面内分别对称设计单行,2列~6列油腔的五种方案。以滑板的承载能力、静刚度为性能依据,对五种方案进行对比分析,结果发现设计成单行、3列油腔时滑板的性能最佳。     

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。     

气体静压导轨气膜振动的数值模拟

气体润滑气膜振动现象对超精密加工与测量的精度有重要影响,为了研究气膜振动的成因,本文应用了k-ε湍流模型,对双节流孔的气膜流场压力的振动进行了数值分析.气膜厚度、气膜入口流场条件和双节流孔的间距分别单独调整以分析其对气膜振动的影响.分析结果显示:气膜参数决定了流场的特性,气膜厚度减小将会增大导轨的承载能力;周期性的气膜入口流速将增大气膜的振动;双节流孔的间距增大也会大大增加振动.     

滑动轴承-裂纹转子系统非线性动力学特性分析

在裂纹转子非线性动力学特性分析中考虑了非线性油膜力的影响,在此基础上建立了单盘Jeffcott裂纹转子的非线性动力学模型,裂纹模型采用非线性涡动模型,菲线性油膜力通过数据库方法获得.利用数值计算方法分析了裂纹转子系统随转速w/w0、相对刚度减小量△kε等参数变化的动力学特性和动力学行为.结果表明在非线性油膜力的作用下,△kε较小时,响应中出现不可公约的谐波分量导致系统在亚临界转速区出现概周期运动,△kε较大时,系统产生丰富的非线性动力学行为;在不同转速下,系统出现多种形式的周期运动、分岔、概周期运动和混沌运动.     

大规模接触转台系统动力学建模与仿真

在分析了大型柔性转台研制难点的基础上,提出了采用多柔体动力学方法进行大型柔性转台系统的建模与仿真.在解决柔性轴承大规模接触问题建模的前提下,建立了某柔性转台系统的多柔体虚拟样机,基于该虚拟样机获得了转台撑腿、外环、钢珠的位移和应力随时间、空间的变化特性.最后基于多体动力学的仿真分析结果完成了整个转台系统的疲劳寿命仿真分析.本文所建立的大型柔性转台的虚拟样机为其正式产品的工程设计验证提供了有力的技术手段.     

液氨储罐液体泄漏建模及分析

目的 为了分析液氨储罐纯液体泄漏后的事故影响,探究液氨纯液体泄漏量的计算.方法 针对液氨储罐(卧罐、球罐及立式罐)液体泄漏罐压变化及不同类型储罐结构特征导致液面面积变化的特点,利用范德瓦尔斯方程和流体力学方法,建立液氨储罐液体泄漏模型.利用模型对3种液氨储罐液体泄漏进行数值模拟,对比PHAST计算与模型模拟结果.结论 结果发现液面高度hv,s,h的下降呈现先减缓后增大的趋势,泄漏质量流率Qm-v,s,h的下降幅度及泄漏质量mv,s,h呈现先增加后减缓的趋势.泄漏初始时刻,Qm-v,s,h值最大,分别为0.555,0.553,0.552 kg/s;泄漏停止时,mv,s,h值最大,分别为11.245846,11.084621,7.730932 t.模型计算结果与PHAST模拟结果规律相似,Qm-v,s,h(max)的偏差较小,介于16.577％～16.667％;mv,s,h偏差差别较大,立式罐、球罐及卧罐泄漏液体质量偏差分别为4.565％,5.764％和17.630％.结论 根据各参数的变化规律可得,模型适于计算液氨储罐液体泄漏及风险分析.     

井下振动器动力学建模及振动特性分析

根据油井的径向尺寸大小和油藏的分布特点,设计了径向尺寸小于100mm的低频弯张式振动器的壳体结构。在振动器的受力分析基础上,根据Hamiltion原理建立了拟球壳结构振动器的振动方程,进而推导了振动器的法向位移、切向位移、弯矩、振幅比和谐振频率等动力学参数的表达式。最后实例分析了振动器的谐振频率和振动模态,该频率和模态符合振动采油的要求,表明了设计井下低频采油振动器是可行的及所建立的振动器动力学方程是正确的。     

刚柔耦合齿轮三维接触动力学建模与振动分析

基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了刚柔耦合齿轮三维接触动力学模型和动力学分析新方法.考虑轮齿与轮体间的相对柔性变形,啮合齿对间球-面三维动态接触和齿轮几何参数等因素,通过离散齿廓渐开线获得了齿面的离散接触面,从而建立了齿轮啮合传动动力学模型.通过数值求解与仿真分析,研究了单侧齿面接触、双侧齿面接触和刚柔耦合特性对齿轮啮合传动特性的影响规律,获得了啮合轮齿全齿面接触冲击力,力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性.研究表明:新方法和动力学模型更真实地模拟了齿轮啮合传动的齿轮柔性变形和接触冲击等振动响应特性.该方法和数值计算结果为齿轮啮合传动和齿轮系统动力学研究提供了理论指导和参考数据.     

三向耦合非线性重型汽车建模及动力学分析

分析汽车各向运动的耦合作用规律,建立23自由度三向耦合重型汽车整车模型,推导系统运动微分方程。将非线性Gim模型与垂向点接触轮胎模型结合描述三向非线性轮胎力,建立6个一阶常微分方程,以实时计算各车轮转速计算滑移率。通过数值积分计算车辆转向制动、匀速直线及方向盘角跃阶时的动态响应,并与传统的操纵稳定性模型、平顺性模型、虚拟样机模型及试验数据比较,验证所建模型的有效性。通过分析耦合作用对汽车响应影响表明,该耦合模型可同时研究汽车在复杂工况的平顺性、操纵稳定性及制动性。     

人-梁相互作用动力学模型研究

该文用一个具有分布质量、阻尼和刚度的动力学模型来表示附着于梁上的人体,利用Lagrange方程建立了有限个人留驻在梁上(即人-梁相互作用动力学模型)的振动微分方程。分析了人-简支梁联合体系的动力学特征,展现了人对简支梁动力特性的影响。并将数值模拟结果与英国学者的实验结果相比较,验证了该文所建立的人-梁相互作用动力学模型的合理性和正确性。     

球形爆炸容器动力响应的强度分析

运用DYTRAN程序中的欧拉计算方法,模拟了作用于球形爆炸容器内壁的反射超压波形。运用解析法和三维有限元程序LS-DYNA,对容器壳体在反射超压作用下的动力响应进行了强度分析,给出了容器的几个特征点的等效应力历史和重要区域的等效应力云图。分析结果对类似爆炸容器的强度设计和安全使用具有参考意义。     

DYNAMIC ANALYSIS OF MICRO-ELECTRO-MECHANICAL SYSTEMS

The subject of this paper is dynamic analysis of Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS). MEMS are integrated, movable microstructures with electronics, in the 0⋅1–1000 μm size range. Dynamic analysis of MEMS is complicated by the fact that there are two physical domains, electrical and mechanical, with non-linear coupling between them. Numerical simulation of the dynamics of MEMS is carried out by a hybrid BEM/FEM (Boundary Element and Finite Element Method) approach, FEM for the structure and BEM for electrostatic analysis. Several numerical techniques are proposed for time-integration in order to obtain the non-linear dynamic response. These techniques are tested on a ‘generic’ MEMS device, a microtweezer. The Modified Newmark Method is determined to be the best approach for simulation. Various interesting non-linear phenomena are observed from the numerical simulations. Some of these non-linearities have also been observed in previous experiments with MEMS. A simple physical analogue to the microtweezer is proposed. Study of this model helps one understand some of the complex non-linear responses of the microtweezer.     

三峡升船机系统动态响应分析

根据三峡升船机最新设计报告,采用有限元软件ANSYS构建了升船机系统有限元模型,包括承船厢、提升钢索、滑轮组、平衡重、厢内水体、驱动机构和刹车机构;通过数值模拟,对升船机系统进行了模态分析及动态响应研究,内容包括升船机系统的流固耦合模态及其在各种工况(起动、刹车、事故)下的动态响应和影响因素分析,如弹簧刚度、误载水深、阻尼、承船厢的位置等。计算结果表明:对于升船机这样一个复杂系统,该文所建立的有限元模型及数值算法是合理的,其结果可为升船机系统整体设计提供必要的参考。     

倾斜状态下静压油垫承载性能研究

静压转台具有摩擦系数小、承载能力强、使用寿命长等优点。但其在使用过程中受载及变形情况复杂,而转台倾斜或自身变形时油膜厚度的不均分布与油垫承载能力之间的规律依然不明晰。该文根据微元法建立一种引入转台倾角的雷诺方程,用倾角相似文献   

运用振动反分析方法计算振动荷载

本文研究运用振动反问题理论求解振动荷载时程的问题。在Newmark法求解运动平衡方程的基础上，推导了求解振动荷载的公式。采用最小二乘法估计最可置信的荷载系数。提出了由结构对振动荷载的反应求振动荷载时程的有限元方法。通过算例验证了方法的有效性。本文为计算振动荷载提供了一种新的方法。     

往复式压缩机出口管线振动的分析与改造

某厂220×104t/a加氢处理装置在实际生产中发现加氢精制装置高分压力控制不稳,引起往复式压缩机出口管线振动。本文首先对往复式压缩机出口管线振动的原因进行分析,得出压力脉动为主要因素。然后,通过对管系的重要区段进行改造,将往复式压缩机采用的Ⅰ回Ⅰ,Ⅱ回Ⅱ的控制方案改为Ⅱ回Ⅰ的控制方案。并对改造前后的方案分别采用DDC控制系统进行动态模拟实验,得到高分压力随时间变化的关系图,并进行压力不均匀度计算。最后,对比二种方案高分压力随时间变化的关系图以及压力不均匀度,得出Ⅱ回Ⅰ的控制方案比Ⅰ回Ⅰ,Ⅱ回Ⅱ控制方案大大降低管线振动,使压力控制平稳。     

对机械振动系统的六种动态响应分析方法的评述

本文对机械振动系统动态响应分析的六种常用方法作了评述，指明了其特点和适用范围，这六种方法是，振型叠合加法，状态空间法，复模态法，直接积分法，一阶常微分方程组初值问题的数值解法和时域有限元法。