面向产品配置的相对相似度计算方法及其应用

利用产品相似度计算方法,分析了配置产品的结构属性并求解了各个结构属性的相似度,计算了由客户需求属性映射为产品结构属性的结构相似度.提出了产品结构属性相似度与客户需求结构属性相似度的相对相似度计算方法.建立了最短距离模型,利用最短距离模型对相对相似度进行了分析,提出了基于相对相似度的最相似产品检索方法.以泵体为例,时上述方法进行了应用验证.     

相似理论及其在机械工程中的应用

相似理论是描述自然界相似物理现象性质的理论方法.首先介绍相似理论的相似三定理、相似准则求解方法等基本概念,然后介绍相似理论在机械制造中的应用,提出机械系统相似性设计流程,最后以螺杆机械为例说明其在机械设计中的应用,分析表明相似理论在机械工程中有着重要的应用价值.     

一种相似常数的确定方法及其在转子模型设计中的应用

提出了一种基于优化理论的相似常数确定方法,即以相似常数为优化变量,以模型的某些功能相似指标为优化目标,采用合适的优化算法寻找出最优解,从而确定相似常数。继而将该方法应用于某转子系统缩比模型相似常数的确定,对方法的可行性进行了验证。根据该方法建立的缩比模型与原型满足特定相似,两者既可能完全相似也可能不完全相似,而根据相似理论建立的缩比模型仅仅是根据本文方法建立的所有缩比模型中的一个特例。该方法较好解决了不完全相似模型相似常数的合理取值问题。     

动力学相似理论及在结构振动分析中的应用研究评述与展望

相似试验模型在大型结构振动与冲击试验研究中起到重要作用。综述动力学相似理论在结构动力学相似试验模型设计中的应用研究进展与发展趋势,并引述大量文献。总结动力学相似理论在多个领域的结构振动与冲击问题分析中的主要成果,包括动力学相似理论在海洋结构、土建结构及大型动力装备动力学相似试验模型设计中的应用,复合材料结构的动力学相似设计方法,以及转子系统的动力学相似试验模型设计方法。介绍动力学相似理论的重要研究进展情况,如畸变试验模型的设计及修正方法、动力学相似模型的试验验证。讨论动力学相似理论在结构振动与冲击研究中存在的主要问题并做出展望。     

单柱式液压机机身结构静强度相似设计研究

针对单柱式液压机机身结构静强度相似问题,基于相似理论,采用方程分析法,建立了单柱式液压机刚度及强度相似关系;以某型号双缸单柱式液压机为研究对象,采用七种不同相似模型,分别计算各相似模型关键部位的变形量及应力值,并对原型进行预测,结果表明同种工况下,完全几何相似模型可以准确预测出原型变形量及应力值;不完全几何相似模型对原型的预测误差在10%以内,验证了所建立相似关系的准确性,研究结果可为单柱式液压机机身结构静强度相似设计提供理论依据。     

复杂机电系统动力学相似分析的键合图法

现有动力学相似方法只适用于单能量域中元件(或部件)的动力学相似分析,难以对复杂机电系统这类多能域耦合系统的动力学相似展开研究。基于此,以适用于多能域系统建模的键合图为工具,论述复杂机电系统键合图相似的前提条件,推导出键合图各要素相似所对应的动力学相似条件。在此基础上,根据键合图的模态分析理论,进行系统模态相似研究,给出系统频率、振型等主要模态参数的相似关系,从而提出复杂机电系统动力学相似的键合图分析法。利用该方法既能很容易地导出系统的相似要求,而无须知道各现象的物理方程,又可以实现用简单的单能域模型系统来对多能域原型系统进行动力模型试验研究,从而为工程中复杂机电系统的动力学相似研究提供新的方法和思路。所提供的算例表明,该方法在指导复杂机电系统动力学相似设计及模型试验时,能快速、简便而又直观地得到系统相似所需满足的相似条件。     

南山工程冲淤试验模型沙选择研究

在泥沙模型的相似条件中,泥沙运动相似是一个极为重要的条件,其中模型沙与原型沙的起动相似、沉降相似是保证泥沙运动相似的具体条件。结合南山工程冲淤试验,根据波浪作用下的泥沙起动相似,进行了模型沙选择分析和实验验证,对波浪作用下的泥沙模型试验设计具有指导意义。     

相似理论在纵轴式掘进机截割头结构设计中的应用

在原有截割头基础上,利用相似理论设计出一种相似结构,以获得新的设计方案。通过参数设定,量纲分析得到截割头结构设计的相似准则,再根据相似第二定理得到独立参数与性能参数间的准则方程。然后,运用相似第三定理推导出相似判断条件和相似设计的实现方法,最后通过采用MATLAB与Excel联合编程开发的纵轴式掘进机截割头辅助设计与优化软件验证新的设计方案的可行性和有效性。     

基于相似理论的NC指令相似性研究

以相似理论为指导，从相似系统的角度对不同数控系统指令之间的相似性、相似元、相似度等进行多层次地分析和研究；根据相似元的划分原则，定义了各级相似元，量化了其特征值和属性值；给出了计算数控指令相似度的数学模型，并对数控指令的确定性相似和模糊性相似给出了确切定义，为不同数控系统之间数控指令的转换打下基础。     

相似定律在离心泵设计中的简易应用

以相似定律为基础,简要介绍离心泵的相似条件,得出相似离心泵的流量、扬程和比转速间的关系,设计出检验离心泵相似的试验方法,为泵的生产与调节提供了依据.     

Comparisons of TEHL Simulations of Newtonian Fluids in Line Contacts between the 3D FEM and the Reynolds Equation–Based Approaches*

Thermoelastohydrodynamic lubrication (TEHL) analysis of line or point contacts is usually done by simultaneously and numerically solving the Reynolds equation, the Boussinesq equation of an elastic semi-infinite body, the energy conservation equation, and the load balance equation. Although a number of publications are available in this field, there is still a lack of general-purpose and widely used TEHL software for engineering applications. On the other hand, commercial software for both the solid structure and fluid flow analyses have become easy design tools. To expand the application of the commercial software to TEHL simulation, coupling of structure and fluid analyses is required. This study gives some demonstrations of the 3D finite element method (FEM) simulations of line contact TEHL problems using ANSYS version 13.0. The equilibrium equations of momentum and continuity and the energy conservation equation of lubricating fluids are solved with CFX. The elastic deformation of solids is calculated with the ANSYS Structure module. Through the fluid–solid coupling interfaces, the fluid pressure, solid deformation, and thermal flow are transferred between the fluid and solid domains. The computational fluid domain is enlarged, enclosing the contact zone, in the 3D model. Further, the 3D model can treat the realistic constraint conditions of solid deformation, whereas conventional TEHL analysis uses the assumption of semi-infinite body. The simulation results for pressure, lubricant film thickness, and temperature distributions are compared with the traditional Reynolds approach, and reasonable agreement for pressure and film thickness distributions has been obtained.     

板料V形自由弯曲力的工程算法

基于材料刚-线性强化的假定,以刚-线性强化梁在屈服以后的弯曲行为与弹性梁的弯曲行为相类似为前提,建立了板料V形自由弯曲过程的计算模型和数学方程,实现了自由弯曲力的程序求解,并分析了自由弯曲的基本特征。实验表明,板料V形自由弯曲力的工程算法具有重要的工程应用价值。     

自由浮动柔性双臂空间机器人系统动力学建模与抑振控制

柔性多臂空间机器人是一个高度非线性、强耦合的动力学系统。本文基于假设模态法、La-grange方程和动量守恒原理,推导了一种自由浮动柔性双臂空间机器人协调操作刚性负载闭链系统的动力学模型。针对空间柔性机械臂的弹性形变和振动问题,设计了线性二次型最优控制方法对其进行振动主动控制,并通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

线接触弹流问题弹性变形方程的数字信号解法

根据数字信号系统的分析方法,提出了与弹性体受力变形对应的信号系统模型,在时域和频域内对该系统加以描述。利用信号分析的快速傅里叶变换及其卷积性质,实现了线接触弹流问题弹性变形方程的快速计算,其计算工作量为O（Nlog2N）。对Hertz压力分布接触区弹性变形的计算表明,弹性变形方程数字信号解法的精度与变形矩阵法相当,而计算量及存储空间的开销则大大低于变形矩阵法。因而,弹性变形方程的数字信号解法在弹流计算中具有实用价值。     

刚性质量对自由梁的弹粘塑性次撞击

采用过应力模型,考虑局部撞击接触变形和自由梁动力响应中的材料应变率效应,提出能够考虑多次撞击接触行为的单轴压缩弹粘塑性局部接触变形模型,并结合有限差分方法和撞击与分离条件,研究刚性质量水平撞击弹粘塑性自由梁的全过程。研究发现,该水平撞击过程实际上是一个复杂的弹粘塑性次撞击过程,梁材料的应变率效应在局部接触变形行为和自由梁的动力响应行为中有着显著的作用,导致撞击力幅值、弹性变形和塑性变形等发生明显的变化。通过与三维动力有限元法的计算结果的比较表明,所提方法是合理的。     

A study of deformation of the machined workpiece and tool under different low cutting velocities with an elastic cutting tool

To understand the effects of cutting velocity, tool elastic deformation generated by high normal stresses during metal cutting processing and artificial tool flank wear on the cutting process, an iterative mathematical model for calculating the tool–workpiece contact problem was developed in this paper under the assumption of elastic cutting tools. In this model, the finite element method is used to simulate cutting of mild steel by the P20 cutting tool with constant artifical tool flank wear under the condition of three different cutting velocities. The results obtained in the simulation were found to match the experimental data reported by related studies. The simulation results also indicate that the thrust and the cutting forces are functions of cutting velocity. Besides, both the normal stress on the tool rake face and the residual stress of machined workpiece generally decrease with increase in cutting velocity. According to the findings in this study, though the residual stress of the machined workpiece decreases as the cutting velocity increases, its value is still higher than that in ordinary conditions due both to the influence of tool flank wear and tool elastic deformation. Also, the phenomenon of curvature at the workpiece end easily occurs.     

新的粗糙表面弹塑性接触模型

提出一种新型的粗糙表面弹塑性微观接触模型.该模型的建立基于接触力学理论和接触微凸体由弹性变形向弹塑性变形及最终向完全塑性变形的转化皆是连续和光滑的假设.研究单个微凸体在载荷逐渐增加时的变形规律,并重点推出弹塑性变形区间的接触方程.在此基础上应用概率统计理论导出了粗糙表面的接触载荷、平均分离和实际接触面积之间的数学关系式.在不同的塑性指数和载荷条件下,该模型与GW弹性模型和CEB弹塑性模型就实际接触面积和法向距离的预测结果进行了对比.结果表明,在同样塑性指数和载荷条件下比GW模型预测的实际接触面积大但法向距离小,且两者的差距随塑性指数和载荷的增加而增大.因此该模型的预测结果更加符合人们的试验观察和直觉,能够更加科学和合理地描述两个粗糙表面的微观和宏观接触状态.     

TEHD Analysis for Tilting-Pad Journal Bearings Using Upwind Finite Element Method

A general approach for incorporating heat transfer and elastic deformation effects into a tilting-pad journal bearing simulation model is presented. A global analysis method is used, which includes variable viscosity and heat transfer effects in the fluid film, elastic deformation and heat conduction effects in the pads, and elastic deformation effect in the pivots. The two-dimensional variable viscosity. Reynolds equation produces pressure distributions in the axial and circumferential directions. The energy equation is two-dimensional, assuming that the temperature variation in the axial direction is negligible. The elasticity and heat conduction models are also two-dimensional, being in the midline cross-section of the bearing, including the circumferential and cross-film directions. An upwind technique is used in the finite element formulation of the energy equation to remove numerical instability due to the convective term. Simulation results are compared with the test and predicted values of previous researchers.     

帽形件弯曲及其弹复影响因素的定量解析

根据板材弯曲理论,在平面变形假设的前提下,考虑材料的硬化、各向异性及弹性变形,建立帽形件弯曲理论分析模型,对宽板帽形件弯曲进行理论分析。分析帽形件弯曲中反弯曲现象,建立凹模圆角处是否出现反弯曲的判断公式,在考虑反弯曲的情况下,得出弯曲力的计算公式,且推导出帽形件弯曲的弯距、弯曲行程和回弹角的计算公式,并对影响板材回弹和弯曲力的因素进行理论分析,得出对弯曲力和回弹影响较大的因素,压边力F、摩擦因数μ和板材厚度δ。为智能化控制选择对回弹影响较大且易于控制的物理量提供了选择对象。理论计算与试验结果进行比较,理论结果和试验结果趋势相同,可以作为研究弯曲问题及神经网络识别模型的输入层和输出层设计的理论依据,为开展帽形件弯曲智能化技术的研究奠定一定的理论基础。