基于泛函的动压轴承型线集成理论研究

为了得到通用的优化模型,对动压轴承型线数学表达式的本质特点进行了研究.分析了动压轴承产生动压润滑的几何关键因素--楔形间隙的几何条件,结合傅里叶级数的解析特性,提出用傅里叶级数表示动压轴承型线的广义泛函方程,并用此方程详细分析了几种典型动压轴承型线,证明了此广义泛函的正确性.得到的广义泛函集成型线方程突破了动压轴承型线数学模型固有特性的限制,由此可研究表征动压轴承型线本质特征的根本因素.     

机械加工中主轴运动影响的数学分析

以车床和镗床主轴为例,从数学几何角度对主轴运动误差的加工精度影响进行了定量分析,并推导了由此产生的各类加工误差的数学表达式。     

基于泛函的涡旋型线共轭啮合理论

在涡旋压缩机涡旋型线设计研究中,针对单一涡旋型线受其固定数学模型固有特性的限制,并研究出通用涡旋型线的共轭啮合特征型线,分析平面曲线的啮合理论,研究共轭啮合型线的解析包络原理.对可取函数类基于泛函的涡旋型线的共轭啮合特性进行研究,建立基于泛函的涡旋型线的笛卡尔坐标表达式及其共轭型线的啮合条件,推导出基于泛函的涡旋型线的共轭啮合型线,动静涡旋型线特征几何中心距为r.根据通用涡旋型线的型线组合特性及级数系数收敛原则,给出具体算例,得到基于Matlab的涡旋型线及其共轭型线图形.基于泛函的涡旋型线共轭啮合研究为采用泛函理论的涡旋压型线研究提供了机会,拓宽了涡旋压缩机型线设计理论与方法研究的思路.     

四阶均匀B样条曲线正三边形凸轮机构

介绍四阶（三次）均匀B样条曲线三边形盘状凸轮的几何及运动特性，廓线具有统一分段表达式，便于数控加工，该凸轮机构转动时无离心力，转速不受限制，从动件运动速度及加速度均匀连续函数，无刚性和柔性冲击。     

轴向柱塞泵柱形与锥形缸体的对比分析

根据柱塞运动特点,针对不同结构型式,从轴向柱塞泵的几何排量、结构尺寸、配流副和辅助吸油压力等方面对柱形缸体和锥形缸体展开研究。以我公司开发的某型柱塞泵为例进行计算分析,结果表明,与柱形缸体相比,锥形缸体可以使几何排量增加1.27m L;缸体最大径向尺寸减小0.65%;配流副磨损量减少8%;最大转速提高为1.1倍;辅助吸油能力最多提高0.26MPa。     

任意缸体旋叶式压缩机的叶片型线设计理论研究及应用

与缸体内壁相接触的叶片头部形状是旋叶式压缩机设计的关键之一。应用微分几何理论,研究出与各设计基本参数紧密相关、与缸体型线相匹配的叶片型线设计方法,从理论上保证旋叶式压缩机的运行可靠性,为实现高效压缩的旋叶式压缩机设计提供计算依据,拓宽设计理论。计算机仿真与试验表明,由设计理论获得的叶片具有很好的啮合特性,完全消除了尖点滑移和局部磨损现象,具有均匀相对滑动;型线的形状保证叶片头部与缸体内壁的运行可靠性;叶片头部具有最简单的型线形状,易于机械加工制造;与主型线光滑连接的前、后过渡修正圆弧,使叶片与缸体内壁啮合时,不成刀刃状,且利于形成油膜,改进润滑状况,同时降低缸体、转子及转子叶片和叶片槽的加工和装配精度要求。     

金属切削机床主轴运动误差影响的数学分析

在研究金属切削机床加工误差的基础上,针对机床主轴回转运动误差中的径向跳动误差、角度摆动误差和轴向窜动误差,以车床和镗床主轴为例,建立了主轴回转运动误差数学分析模型,从数学几何角度分别对上述主轴回运动城的加工精度影响结果进行了定量分析,并推导出了由此产生的各类加工几何误差不同的数学表达式。通过这些数学表达式可以定量地计算出机床主轴由于回转运动误差产生的加工几何误差数值。     

无铰泵缸体转动规律的参数化研究和实现

根据无铰泵缸体独特的转动规律,利用UGNX软件所提供的表达式、规律曲线和优化等功能,再现了缸体转动之变化规律,并实现了相关曲线的绘制和极值的优化求解。这一过程是参数化的、自动化的和集成化的,非常方便于设计的系列化,最后实例说明了上述实现的正确性。     

渐开线弧齿圆柱齿轮及其啮合特性

阐明了渐开线弧齿圆柱齿轮的主要几何参数，利用微分几何理论推导出渐开线弧齿圆柱齿轮的齿面方程、共轭齿面方程以及齿轮副的啮合线、齿面接触线表达式，并通过计算机编程对弧齿圆柱齿轮的齿面、共轭齿面、啮合线及齿面接触线实现图形绘制，直观地揭示了弧齿圆柱齿轮在传动过程中的啮合特性。渐开线弧齿圆柱齿轮具有较长的齿面接触线和较大的啮合重合度，齿轮副啮合平稳性好。     

一种新型的单摆传动

根据摆线形成原理，系统地提出了一种由单齿圈与滚子和偏心轮实现的变速传动。建立了摆线齿的数学模型，并从微分几何的角度导出了该传动在齿根啮合点的曲率半径表达式，提出了其运动速比与转向的几种观点，为进一步研究该类传动的其他特性提供了基础。     

不同微细造型几何形貌对润滑性能影响的数值模拟

建立了圆柱形、球冠形、锥形、六角形截面、三角形截面、正方形截面等表面微细造型几何形貌的数学模型,结合微细形貌润滑理论模型,采用多重网格法,分析了这些不同几何形貌对两滑动表面摩擦润滑性能的影响。分析结果表明:球冠造型形成油压的区域要明显大于圆柱和圆锥造型形成的油压区域;在相同表面占有率和微细造型深度下,正三角形造型有效油膜压力的区域较大,在相对滑动的表面中形成的间隙大,摩擦因数小。     

气缸盖导管孔系加工的新思路及应用

提出气缸盖导管孔系加工的新思路,实现了柔性化生产,降低了投资风险;进一步实现加工刀具国产化,降低了加工成本。     

缸孔珩磨工艺及表面特征参数浅析

珩磨作为缸孔加工方法,因能修正前道工序产生的几何形状误差和表面波度误差,通过在缸孔表面形成细小的沟槽,这些沟槽有规律地排列形成网纹,并由专门的珩磨工艺削掉沟槽的尖峰,形成微小的平台,平台保证承载,原硬度保证耐磨,而被广泛应用。根据我公司所使用的美国NAGEL珩磨机,介绍了珩磨缸孔后表面质量的评定理论及工艺,并对影响其表面特征参数的因素进行了简要的分析。     

基于LS-DYNA的正交面齿轮动态接触分析

以圆柱齿轮和面齿轮传动为研究对象,采用齿轮啮合原理,分别形成了两者的齿面数据,在此基础上,采用CATIA形成了齿轮齿面,并对齿轮轮齿进行了几何实体造型,而后利用ANSYS/LS-DYNA对面齿轮进行动力学接触仿真分析,计算了齿轮副在动态啮合过程中齿面接触应力的变化情况,并对结果进行相应的分析。     

井下V形金属密封环密封性能研究

提出一种适用于井下复杂环境的V形金属密封环,利用压力密封装置模拟40 MPa压差工作环境,研究V形金属密封环在井下流量控制阀中的密封性能。将V形环的力学模型分解为圆筒过盈配合与悬臂梁力学模型进行理论分析,得出密封接触面的应力计算公式,并利用ABAQUS进行仿真验证。建立V形环两种密封面(曲面与平面)的轴对称模型,分析密封环在40 MPa压差下,不同过盈量与倾角对密封性能的影响,并对比2种结构的性能。结果表明,在满足密封性能的前提下,平面密封结构的过盈量取值范围更广,并且在相同结构参数时的接触应力大于曲面密封。确定平面密封结构过盈量与倾角的取值范围,为井下流量控制阀中V形金属密封环的设计提供了参考,应力计算公式也为密封环的设计提供了一个初步的接触面应力。     

Free vibration of a class of solids with cavities

The Ritz method is used to obtain an eigenvalue equation for the free vibration of a class of solids. Each solid is modelled by means of a segment which is described in terms of Cartesian coordinates and is bounded by the yz, zx and xy orthogonal coordinate planes as well as by two curved surfaces which are defined by polynomial expressions in the coordinates x, y and z. Simple algebraic polynomials which satisfy the boundary conditions at the five surfaces of the segment are used as trial functions. By exploiting symmetry, the range of problems which can be treated is substantially broadened and includes a variety of problems of significant interest in structural analysis, such as thick or very thick shells with various shaped cavities. In order to demonstrate the accuracy of the approach, natural frequencies are given for a sphere with a spherical cavity (a thick spherical shell) as calculated by using the present analysis and by using an exact formulation. The versatility of the approach is then demonstrated by the treatment of several other hollow solids of differing geometry, including a thick cylinder with end plates, a cubic box, a cube with a spherical cavity and a cylinder with a conical inclusion.     

Stroboscopic two-dimensional ultrasonic velocity profiling for measuring flow transition in Taylor Couette systems

Flow characterization in a Taylor Couette system was made by investigating the radial velocity component with Ultrasonic Doppler Velocimetry based flow mapping. With the technique presented in this work, it is possible to measure the radial velocity components for variable axial position in a Couette cell within Taylor vortex flow (TVF), wavy vortex flow (WVF), modulated vortex flow (MVF) as well as spiral vortex domains in a conical shaped gap. The resulting maps for the different flow states show the location of vortices in the annular gap between the inner and outer cylinder. Cylindrical and conical concentrically rotating inner bodies were applied and respective flow patterns were analyzed. The method uses a stroboscopic triggering to synchronize flow measurements and rotational motion. The oscillation frequency f of unsteady motion in WVF, MVF, and spirals can be obtained from the power spectrum of velocity. The UVP transducer was preferably positioned in radial direction, perpendicular to the surface of the inner rotating body for measuring the radial velocity component. At the same time, the transducer was moved with constant velocity vertically along the outer cylinder height.     

Frictional modes of barrel shaped piston rings under flooded lubrication

A friction force measurement system using the floating liner method was developed to study the frictional behavior of piston rings. The measurement system was designed to control the effect of the secondary piston motion and to control temperatures of the cylinder wall and oil. The friction force between the barrel shaped piston ring and the cylinder liner was measured under flooded oil supply conditions. The measured friction forces were classified into five frictional modes with regard to the combination of predominant lubrication regimes (boundary, mixed and hydrodynamic lubrication) and stroke regions (mid-stroke and dead centers). The modes were identified on a Stribeck diagram, where the friction coefficients were evaluated both at mid-stroke and at the dead centers.     

车辆减振器油液微小内泄漏分析

针对车辆减振器油液内泄漏问题,对其内部油液微小内泄漏开展仿真与试验分析。通过数学模型对活塞与缸筒环形缝隙中流体进行理论受力分析,运用Autodesk Inventor软件建立减振器内部环形间隙流体几何模型,利用CFD仿真技术对环形间隙流体三维模型开展仿真分析,通过改变流场速度、压力、湍流动能及温度参数,分析得到影响减振器油液微小内泄漏的主要影响因素;采用伺服示功机对不同活塞速度和环形间隙下的油液内泄漏进行试验测试。结果表明:活塞静止时,节流口速度、压力、湍流动能的变化对环形间隙油液内泄漏影响较大,温度变化影响较小;活塞运动时,泄漏量随活塞速度、活塞与缸筒之间的间隙的增大而增大,因此在加工精度允许条件下,可通过减少活塞与缸筒间的间隙来减小泄漏量。     

简体结构对轴流式气液旋流器分离性能的影响

试验研究了不同简体结构的轴流式气液旋流器的分离效率和阻力损失性能,试验研究表明,在流速相对较低时,管锥式旋流器的分离效率要高于管柱式,而在流速较高时,管柱式旋流器的分离效率要高于管锥式。对于一定的处理量（即流速一定）,管锥式旋流器的压降损失要低于管柱式。