微小型结构件高承载动态特性测试实验技术

利用高速旋转装置模拟高加速度运行环境．对其实验装置的研发具有重要的理论意义和实用价值。本文采用高速旋转实验机进行微小型结构件高加速度加我的动态特性测试的新型实验技术,提出了适合固体集中质量高加速度实验使用的刚性连接设计方法、固体减振技术以及整机动平衡技术,设计的高加速度旋转实验机可满足10万个g的微小型结构件高加速度持续加载的实验要求。     

基于动态特性的高参数齿轮箱设计

针对具有高柔性紧凑结构大功率齿轮箱,采用基于齿轮箱动态特性的设计方法。利用UG建立齿轮减速箱的三维模型,在ANSYS workbench中对其进行模态分析和谐响应分析,获得减速箱的动态性能,据此,在保证齿轮副强度的情况下,为减速箱的箱体及结构设计提供设计依据。     

持续高加速度承载条件下转子盘典型配合关系特征分析

利用旋转产生向心加速度进行加速度承载实验是目前具备较强应用前景的新型实验方法,特别适合持续高加速度实验使用.基于持续高加速度承载环境的离心转子盘优化设计是固体高加速实验技术的核心和瓶颈问题,本文以转子盘与实验对象典型配合关系特征为研究对象,基于实验对象在高加速度承载条件下的力学分析,选取了零间隙配合、小间隙量配合、小过盈量配合以及螺纹紧固配合等典型轴孔配合关系,利用有限元计算方法获得了配合部件的应力、应变等特征值与运行参数之间的对应关系,并定量分析了预紧力等装配参数的影响,得出了相应的经验计算公式,为高加速度承载实验用转子系统设计提供了依据.     

一种新型汇流环装置的接触应力与动态特性分析

针对一种新型大功率滚动式汇流环装置,利用三维软件Solidworks中进行参数化建模,然后导入有限元软件Ansys Workbench后进行静力学分析,得到了内、外环上接触应力的分布情况;在此基础上,利用Response Surface Optimization模块来分析联结器半径的变化对接触区域应力的影响,得出了接触应力与联结器半径值之间的变化关系。然后对汇流环装置进行模态分析,得到汇流环装置的一到六阶固有频率和振型,在模态分析基础上对其进行谐响应分析,得出联结器在X,Y,Z轴方向的位移响应曲线。结果表明:汇流环装置的各阶固有频率均小于工作频率,激振力频率与汇流环装置的5、6阶固有频率接近时,联结器容易发生共振。该汇流环装置结构具有较好的动态特性,验证了汇流环装置结构设计的合理性,为汇流环装置结构的优化设计提供了理论依据。     

惯性导航平台减振装置设计及其动态特性分析

针对惯性导航平台隔离振动的要求,在分析惯性导航平台振源基础上,结合减振理论,设计了该平台的减振系统。基于复刚度模型的橡胶减振系统理论,实验测试得到橡胶减振器多种工况下的参数-刚度、损耗因子。建立了减振系统的有限元模型,通过模态分析获得减振系统的前12阶固有频率,并通过谐响应分析方法分别获得发动机怠速激励和陀螺仪抖动激励下的位移响应,结果表明所设计的减振系统固有频率远离发动机怠速激励和陀螺仪抖动激励频率、位移响应幅值小,具有良好的减振效果。     

静压轴承对电主轴转子系统动态特性的影响分析

静压轴承的性能对高精密平面磨床电主轴转子系统的动态特性起决定性的影响。以某高精密平面磨床电主轴转子系统为研究对象,应用弹簧阻尼单元模拟静压轴承,建立电主轴转子系统的有限元模型,分析其动态特性,得到静压轴承刚度及阻尼值对电主轴转子系统固有频率、动刚度及临界转速的影响特点。结果表明:前后端静压轴承刚度相同时,电主轴转子系统固有频率、临界转速与轴承刚度、阻尼成正变关系,动刚度与轴承刚度成反变关系与轴承阻尼成正变关系,轴承刚度大于3×105N/mm时,轴承阻尼值对系统临界转速影响很小,此时提高轴承阻尼值可以提高系统固有频率和动刚度,减小振动幅度,获得良好的动态性能;前后端静压轴承刚度不相同时,轴承刚度的波动对系统最小动刚度的影响比轴承刚度相同时更柔和,加工更稳定。     

高齿弧齿锥齿轮的承载啮合仿真和动态性能试验

研究了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的加载接触过程，对比了二者在载荷作用下的齿面载荷分布、齿面加载接触印痕和承载传动误差，计算了齿根弯曲应力。在台架试验台上测定了高齿弧齿锥齿轮和普通弧齿锥齿轮的噪声和振动量，实验证明高齿弧齿锥齿轮齿面载荷分布合理，弯曲应力较小，具有较低的噪声和较好的动态特性。     

高g值加速度环境微结构动态特性

为研究微机电系统(Microelectro-mechanical systems,MEMS)中微结构在高g值加速度环境中的动态特性,研究高g值加速度环境微结构动态测试技术,建立高g值环境微结构动态测试装置,研制适用于高g值加速度环境的压电陶瓷底座激励装置,制备集成压阻元件的典型梁-质量块微结构,测试典型MEMS微结构在从常态到10 000 g加速度环境中动态特性及其变化规律.测试结果显示,在高g值加速度作用下,当微结构发生大变形处于非线性状态时,微结构谐振频率随加速度的增大而提高;而当微结构处于线性小变形状态时,微结构谐振频率不随外部加速度作用发生变化;在大变形及小变形状态下,外部高g值加速度载荷对微结构阻尼比均不产生明显影响.测试结果与采用应力刚化非线性有限元模型分析结果具有很好的一致性.     

门式起重机主梁静动态特性分析

主梁是门式起重机的重要组成部分,其静动态特性在一定程度上影响着整机的工作性能。以某单梁门式起重机主梁为研究对象,借助有限元软件ANSYS对其开展静、动态特性分析。通过静态分析可知,该起重机主梁在工作载荷作用下,绝大部分区域承受的最大工作应力小于材料的许用应力。通过动态特性分析得出了该主梁结构的前6阶模态固有频率及振型,其中,第4阶模态对结构的动态响应影响较大。分析结果为该门式起重机主梁结构的优化提供了依据。     

立式加工中心床身静动态特性分析及优化

以DVG850立式加工中心床身为研究对象,采用SolidWorks软件对V字加强筋形式的床身进行三维建模,通过专有程序接口将模型导入到ANSYS Workbench软件中。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对该床身进行静力学分析和模态分析,根据分析结果了解其静、动态特性。然后应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对床身V字加强筋的床身结构进行优化和改进,经过分析可以得到优化后的床身静动态性能都有所提高,而且将原床身的质量减轻了19.1kg。另外,对改进的床身进行了谐响应分析,分析结果与模态分析一致。     

运动非对称大惯量调速系统控制方法研究

受放能元件饱和限制,储能飞轮系统升、降速过程具有很强的非对称特性.针对这种运动非对称大惯量系统,提出一种把升、降速单一模型通过软件复合对系统进行控制的方法,并构建了相应的控制系统.实验结果表明:这种复合控制方法运用在大惯量、运动非对称飞轮系统中是可行的,同单一模型控制相比,在其他指标变化很小的情况下响应时间减少约12%.     

复杂形状构件转动惯量的测量方法及误差分析

通过对单摆运动方程的分析,得到了未知物体质心位置条件下测试复杂形状刚体绕定轴转动惯量的方法。最后对测试误差进行了分析。提出了减小测试误差的有效方法。     

高速轮胎实验机轮毂动态特性分析

针对拟定的两种轮毂结构方案，采用ANSYS及Pro／E对其结构分别进行有限元模态分析，得到不同结构形式下轮毂的前四阶振动频率和振型，根据实际工作要求，确定轮毂的较佳结构形式和轮毂上可安装的最大激振块数。     

加工中心动态特性的有限元分析及实验研究

在某加工中心有限元模型中引入用户自定义单元来模拟结合面的刚度,并用ANSYS对其进行模态分析.同时对加工中心的龙门架、滑鞍和主轴箱进行模态实验.并将实验所得数据与有限元计算结果进行比较,得到二者频率值相差不大,从而验证了理论计算的可靠性,并为加工中心结构薄弱环节的进一步改进提供了参考.     

An experimental study of the dynamic characteristics of the catenary-pantograph interface in high speed trains

The dynamic characteristics of the catenary-pantograph interface in high-speed trains are evaluated. During a test run signals from accelerometers, load cells, and strain gauges attached to various parts of the pantograph assembly are collected and processed. The signals are analyzed in both the time and frequency domains to determine the dynamic characteristics of the catenary-pantograph interface constituting the critical part of the current collection system of the high-speed train. It is found that there are major frequency components of the pantograph motion at the interface that shift in direct proportion to the train speed as well as components that are stationary in the frequency domain such as the 8.5 Hz component representing the fundamental resonant mode of the panhead assembly. The contact force at the interface shows that while the mean contact force stays almost invariant, the fluctuating component is significantly dependent on the filtering frequency applied to the accelerometer signal during estimation of the inertia force of the panhead. An important implication of the finding is that analytical or numerical investigations based on lumped element models of the pantograph may provide accurate predictions on mean values of the contact force at the catenary-pantograph interface, but are inherently limited in estimating high-frequency fluctuations in the contact force. Since the ratio of the fluctuating portion to the steady-state portion (i.e., the mean value) increases with increased train speed, the predictive capacity of the investigations based on numerical simulations diminishes with increasing train speed.     

惯性平台橡胶减振器弹性特性的有限元分析

以某型号惯性平台减振器为研究对象，探讨了橡胶减振器弹性特性的有限元分析方法。利用有限元ANSYS分析软件，进行了橡胶减振器有限元建模的数值试验分析。为了精确描述橡胶的特性，采用了弹性应变能函数方法，选取本构方程拟合试验数据，对橡胶材料特性曲线进行评估。预测的计算结果与试验吻合较好，表明所建的数学模型和有限元计算方法能较理想地获得橡胶减振器静态、动态解。该方法对同类减振器度其复杂结构系统的静态、动态计算奠定了基础，同时为以后同类减振器的设计提供一定的参考。     

滚动轴承摩擦力矩动态误差的实验研究

以测量滚动轴承摩擦办矩试验装置的结构为实例,研究了测量误差,分析了试验装置的某些参数对误差的影响,提出了减少误差的途径.     

大电流发电机断路器动特性优化

以EVH4-15/T6300-80F高压交流发电机断路器为例,介绍了大电流发电机断路器动特性,同时应用CAE软件对断路器在不同的结构配置下的动特性进行了分析研究,并介绍了在实物样机上的验证结果。     

轻型载货汽车车架动态特性分析与研究

为了改进某轻型载货汽车车架的结构,对边梁式车架进行了一定的简化.考虑到悬架对车架动态特性的影响,建立了车架及悬架系统的几何模型和有限元模型.利用大型有限元软件ANSYS对建立的模型进行了有限元模态分析,获得了车架的模态参数.通过模态分析法对车架模型进行了验证,确定了该车架结构的安全性和可靠性,为后续的动力学分析及实验提供了参考,对车架的设计和结构改进具有一定的指导意义.