基于模块化的可重构机床动静态刚度分析

可重构机床配置设计采用模块化的设计方法,不断细分的模块将产生较多的配置方案,动静态刚度是机床重要的性能指标,也是影响配置方案选择的重要因素.基于可重构机床模块化结构,建立挠曲及振动的数学模型,根据旋量理论的推导,分别计算模块的动静态刚度,进而求解得到机床整体的动静态刚度.最后给出一个案例详细说明该方法在可重构机床动静态刚度分析中的应用,验证了该方法的合理性和有效性.     

静压圆柱导轨系统静态刚度理论模型研究

静态刚度是静压圆柱导轨系统的重要性能指标,然而到目前为止尚未见到该类导轨静态刚度的理论模型。研究建立静压圆柱导轨五自由度静态刚度模型,考虑到静压圆柱导轨系统是由导柱与静压直线轴承的串联系统,首先,给出了工作台位移与导柱变形、静压直线轴承位移之间的几何关系,并根据静压圆柱导轨五自由度静态刚度的定义,推导了各刚度系数的数学表达式;其次,基于梁弯曲变形理论,采用线性叠加原理推导导柱在轴承油膜力作用下的变形方程;再次,基于静压理论,运用高斯积分推导了考虑导柱挠曲影响的轴承油膜承载能力模型,提出了轴瓦相对导柱的位移计算方法;最后,搭建了静压圆柱导轨刚度测试装置,完成了五自由度静态刚度的测试,验证了理论模型。结果表明：建立的静压圆柱导轨五自由度静态刚度模型精度高,可为静压圆柱导轨静态特性计算奠定理论基础。     

结合准静态挠度区间包络面的区间可靠度评估

由于在实际工程中难以获取结构随机参数充分的概率信息,动态荷载也增加了概率可靠度评估的难度,因此将移动荷载简化为准静态荷载,结合挠度曲线和位移影响线提出了准静态挠度曲面的概念,通过虚功原理推导挠度曲面的力学表达式。采用区间变量体现结构几何尺寸、材料特性与外荷载的不确定性,将挠度曲面拓展为准静态挠度区间包络面。以简支钢箱梁为例,根据梁的实测准静态挠度曲面与区间包络面之间的关系,提出了一种准静态区间可靠度指标,以评估梁损伤前后的可靠度。分析结果表明,准静态挠度区间包络面可以有效考虑结构参数与荷载的不确定性,同时区间可靠度指标值随着箱梁损伤程度的增加而降低。     

复合材料层合板准静态压痕损伤实验研究与数值模拟

对复合材料层合板准静态横向压缩特性损伤进行了研究。在损伤模拟过程中采用机体开裂和分层扩展判据,分类考虑了不同的损伤形式,通过修正损伤层材料的常数来模拟层板损伤所造成的局部刚度下降对横向压痕过程的影响。损伤模拟结果与超声C扫描的结果吻合较好。     

准渐开线齿锥齿轮的齿面展成

分析准渐开线齿锥齿轮的啮合理论和加工原理,从ＣＮＣ机床所能控制的一般运动形式出发推导出双自由度、复杂加工运动的相对运动速度和啮合方程,解决准渐开线齿锥齿轮面坐标计算等问题,为齿面测量和机床调整数据修正提供依据。     

负刚度结构的座椅悬架优化及隔振分析

为进一步提升车辆座椅悬架的隔振性能,利用连杆弹簧负刚度结构与正刚度弹性元件并联的方式,设计了 一种具有准零刚度的座椅悬架系统.基于多 目标参数协调优化原理,进行了结构参数优化,获得了使座椅悬架刚度动刚度趋于准零刚度的最佳值.通过对座椅悬架隔振系统的动力学响应分析,以及仿真实验,验证了座椅悬架隔振系统优化的有效性.研究结...     

钢丝绳隔振器静态与动态特性分析

从试验角度研究非线性振动系统的稳态与瞬态响应是一种切实可行的方法。本文着重借助试验对钢丝绳隔振器的准静态迟滞特性、频响特性、峰值响应频率与放大因子随外激励的变化规律,隔冲与抗冲性能等进行了系统分析。揭示了隔振系统的“软化”非线性刚度特征和在恶劣的动态环境下对振动、冲击的综合治理性能。为工程应用提供了理论参考依据。     

精密机床静压气体轴承静特性分析及基本参数的优化

对精密机床气体轴承静特性进行理论分析,运用有限元法将雷诺方程离散化,得到静压气体轴承的承载能力、刚度以及供气量的计算公式。对某精密机床小孔节流静压气体轴承的静态特性进行分析,得到供气压力、偏心率、节流孔直径和刚度以及承载能力之间的关系曲线;通过优化分析,得到精密机床主轴前后静压气体轴承优化的结构参数和操作参数。     

螺栓连接界面非线性建模及其参数辨识方法研究

螺栓连接是一种在机械结构中应用极其广泛的连接形式,由于连接界面上存在多种非线性特征,对连接结构的刚度和阻尼具有重要的影响,并进一步导致其动力学特性的非线性变化.建立了螺栓连接界面的非线性模型,并提出了一种基于准静态试验的模型参数辨识方法.首先,在模型中考虑了沿界面法向的非线性接触刚度以及界面上粘滞、滑移、间歇性分离等多种接触状态的存在.进一步,通过准静态试验获得了连接界面的滞回曲线以及拉压变形曲线,对所提出的辨识方法进行了实例应用.结果表明理论与试验的曲线结果具有较好的一致性,该辨识方法具有较高的准确性.该方法能够再现连接界面间复杂非线性特征且具备可识别便于使用的特点,对于螺栓连接结构的动静态特性仿真计算具有重要意义.     

准零刚度扭转隔振器振动传递特性研究

针对一种应用连杆弹簧负刚度结构所设计的正负刚度并联扭转隔振器,通过分析其设计参数,得到了其在静平衡位置达到准零刚度的条件。针对所述系统,建立二自由度非线性动力学微分方程,应用谐波平衡法求解了准零刚度隔振器的振动响应。考虑激励幅值、系统阻尼和转动惯量等因素,从扭转振动力矩传递和扭转振动功率流传递两个角度分析了准零刚度隔振系统的非线性振动传递特性。结果表明,此隔振系统具有良好的低频隔振效果,且表现为振动传递的硬特性;从功率流角度的分析还表明,系统的瞬时传递功率流峰值与输入功率流和耗散功率流的变化趋势保持一致。在低于共振区域的低频区间内,隔振系统前后两端的转动惯量对系统振动具有较大影响。最后,对扭转隔振器的振动隔离特性进行了试验验证,试验结果表明,隔振器具有良好的低频振动隔离特性。     

基于有限元法的电子设备机柜静载与模态分析

首先,根据电子设备机械结构静载的标准和要求,在分析了电子设备机柜的结构特点的基础上,应用有限元分析软件建立机柜的有限元模型,并对机柜提吊和刚度试验进行了数值分析,得到了机柜的三维应力与位移云图。其次,根据动载振动试验要求对机柜分别进行了理论模态分析和试验模态分析,并对二者结果进行了比较。理论模态分析的结果可以满足工程上的精度要求,能够为机柜结构参数的优化提供一定的依据,为电子设备机柜的抗振设计提供了一个有效工具。     

基于COSMOS的并联机床有限元分析

针对新颖的五自由度五轴并联机床结构，在三维建模的基础上，借助有限元分析软件COSMOS，根据并联机床具有随位形变化而变化的动态特性，分析了该机床主轴在不同关键位置时整机的静刚度和固有频率。结果表明，机床具有良好的性能。     

基于实验分析的机床结构有限元建模及其应用研究

针对一台数控弧齿锥齿轮铣齿机,进行机床整机的有限元动态和静态分析,测量机床静刚度,进行模态实验测试及分析.结合有限元模态分析结果,依据重要的实验模态和机床静刚度修正导轨结合部有限元模型参数.对机床整机结构进行改进,通过有限元分析计算,改进后整机结构动、静刚度明显提高.为确定机床导轨结合部模型参数提供一种研究思路与方法.     

圆桌机悬臂支撑架的有限元分析

悬臂支撑架是圆桌机的重要基础部件,它的动态和静态特性直接影响机床的加工精度及精度稳定性。采用有限元软件ANSYS,对悬臂支撑架进行静力分析与模态分析,得到应力分布规律和振动特性。静力分析结果表明该悬臂支撑架的强度和刚度都满足设计要求;模态分析结果表明加强筋和前后连接板的局部刚度相对薄弱,但悬臂支撑架总体固有频率满足稳定性要求。根据分析结果,悬臂支撑架有优化的空间,为进一步改进支撑架结构提供了理论依据。     

主轴的静刚度计算与检测

对主轴单元的径向刚度进行了理论分析,基于赫兹理论计算了支撑主轴的角接触球轴承和精密双列圆柱滚子轴承的刚度,建立主轴轴承-转子系统的有限元模型,进行了有限元分析。同时,对主轴的静刚度进行检测,对检测数据进行处理与分析,得到主轴的静刚度值。试验结果表明：主轴的理论刚度计算与有限元分析方法具有可行性,与检测的结果基本一致,为研究主轴的静刚度提供了理论支撑。     

压缩机叶片动静态特性研究方法的进展

叶片是压缩机的关键性部件之一,其结构设计的合理程度主要体现于叶片的静、动态等特性,这些特性的优劣会直接影响压缩机的整体性能。根据近年来国内外研究叶片动静态特性的状况,结合理论与事实,将理论分析、实验研究和数值计算三类方法进行了对比分析,得出数值计算方法是研究叶片动静态特性的一种有效途径,可以方便获得叶片的静力和动力特性参数,为优化设计叶片结构提供理论数值参考。相对理论分析和实验研究方法而言,数值计算方法具有直观形象、应用范围广、灵活方便等优点。     

一种有效克服静差的增量式模糊控制器

本文提出一种有效克服静差的增量式类积分模糊控制器。该控制器在控制的同时辩识出系统的开放放大倍数，再利用类积分的增量式输出，有效地克服了静差，同时有效地克服民模糊控制应用于大时滞系统易引起振荡的缺陷，本文给出了该控制器具体的设计方法。     

混联式机床的并联机构刚度解析

了混联式机床中的3－RPS并联机构刚度的边界元解析方法。采用关节合成的方法对并联杆系机构的机械结构系统进行静力学建模;将构件作为柔性体,利用边界元法对并联机构的静力学特性进行了。得出了3－RPS并联机构各分支的受力状态及系统的刚度。     

基于结合面的龙门五面加工中心虚拟建模及静刚度研究

静刚度是机床性能的重要指标,有必要在设计阶段对其进行预估。针对正在设计中的Linear MC6000型龙门五面加工中心机床,在CAD软件UGNX2.0环境中建立了其各部件及整机的三维实体模型。在有限元分析软件ABAQUS6.51环境中,用弹簧单元来模拟滑块与直线导轨的接触刚度,建立了机床的有限元模型,并对其静刚度进行了分析。     

防爆风机主轴单元静、动态特性分析

采用有限元分析方法,根据防爆风机工作情况及主轴单元结构建立了主轴单元的三维计算模型,运用ANSYS软件,对主轴单元结构和静、动态特性进行了计算,具体包括主轴在载荷作用下所受的应力、产生的变形、各阶固有频率和振型、临界转速等,为优化主轴结构和改善主轴的动静态特性提供理论依据.根据振动测试原理,建立了主轴单元的动态测试系统,对主轴单元进行试验模态分析.通过采集系统输入与输出信号,经参数识别而获得试验模态参数.将理论计算与试验结果相比较,结果表明,所建立的模型是有效的.文中对数据进行了分析,提出了改进主轴结构的建议.