基于UG NASTRAN的弧面分度凸轮的设计与模态分析

应用UG软件建模及分析功能,叙述了弧面分度凸轮的设计方法,并对其进行模态分析,得到凸轮的固有振动频率和振动模型;并研究不同材料对固有频率的影响,所得结论供此类凸轮设计和研究者参考.     

弧面凸轮分度机构设计及建模方法研究

利用D-H坐标系建立弧面凸轮的轮廓方程和共轭接触线方程。充分利用球形滚子的几何特征,先绘制中心轨迹线,然后通过Pro/E软件建立弧面凸轮的三维实体模型,从而为实现弧面凸轮的数控加工、该机构的动力学分析和运动仿真等奠定了基础。     

基于ADAMS的平行分度凸轮机构的动力学仿真

以包装机组中的平行分度凸轮机构为研究对象,开发了平行分度凸轮机构CAD/CAM系统.利用其生成的精确轮廓数据,在Pro/E环境下创建了凸轮三维实体.通过Mechanism/Pro无缝接口实现了在ADAMS环境下虚拟样机的创建.对碰撞接触理论进行了研究,并对平行分度凸轮机构进行了动力学仿真,得到了很有实际应用价值的结论.     

基于滚珠丝杠副流畅性的滚珠返向器型线优化设计

滚珠与返向器的撞击不仅是滚珠丝杠副产生低频噪声的主要原因,也是影响滚珠丝杠副寿命的主要因素。为了减少滚珠冲击对滚珠丝杠副性能的有害影响,文章首先建立了滚珠与返向器的碰撞接触模型,提出了滚珠在返向器内循环流畅性的评价指标,并提出了一种双圆弧滚道型线和优化设计方法。利用多体动力学仿真软件ADAMS对滚珠运行状态进行了仿真,仿真结果表明优化后的返向器滚道使得滚珠与返向器之间的碰撞接触力显著低,同时使得滚珠在返向器中循环流畅性更好。将双圆弧滚道型线和优化方法应用于滚珠丝杠副的滚珠返向器滚道型线的设计,具有实际工程意义     

平行分度凸轮机构的CAD／CAM

介绍了平行分度凸轮机构CAD／CAM系统的组成及发展趋势,论述了机构设计模块的信息处理流程和方法。介绍了进行平行分度凸轮的曲线的模拟方法。     

内啮合弧面凸轮机构的设计与分析

目的 研究内啮合弧面凸轮机构新的结构形式,推导其廓面方程,分析其工作性能,为其结构设计提供理论依据.方法 基于共轭曲面理论和微分几何原理,结合几何坐标变换理论推导内啮合弧面凸轮廓面方程和压力角的计算公式;运用Matlab得到压力角计算结果并进行分析;进行三维建模和ADAMS运动仿真.结果 得到了内啮合弧面凸轮廓面方程和压力角的影响因素,从动件运动规律对最大压力角影响显著,径距比越小,压力角越小.结论 弧面凸轮机构新形式的理论研究,拓展了弧面凸轮机构的应用领域,并为其结构设计提供了理论依据.     

曲面胶印机步进分度系统建模及有限元分析

目的建立曲面胶印机步进分度系统的三维模型,对步进分度系统进行模态分析和谐响应分析。方法根据共轭曲面原理建立弧面分度凸轮机构的三维模型,利用Ansys Workbench对步进分度系统进行有限元分析。结果利用Pro/E建立了步进分度系统的三维模型,其中详细介绍了弧面分度凸轮机构的建模步骤。由模态分析得出步进分度系统的前六阶振型和固有频率,由谐响应分析得出步进分度系统在冲击载荷下的幅频响应曲线,为进一步进行步进分度系统的动态优化设计奠定了基础。结论曲面胶印机的步进分度系统工作可靠,具有良好的动力学特性,可有效保证印刷质量。     

凸轮机构两质量动力学模型的运动误差及接触力分析

针对凸轮机构线性单质量、单自由度动力学模型的局限性,利用集中参数法提出了一种两质量的动力学模型．以凸轮输出为余弦运动形式为例,分析了两质量动力学模型中从动件的输出位移、输出误差及凸轮与从动件间的接触力,并以一个设计实例进行了求解．结果表明：由两质量模型可以得到机构的运动误差、凸轮与从动件间的接触力及凸轮转速对运动误差和接触力的影响.这些结果对凸轮机构的设计具有一定的指导意义．     

考虑构件弹性的裹包机中凸轮机构动力学分析

针对裹包机中常用的凸轮机构,考虑构件的弹性,建立了两自由度的动力学方程。计算结果表明,若不考虑杆件的弹性作用,就不能准确得出机构的加速度-时间历程。为保证凸轮机构的正常运转奠定了基础。     

单面瓦楞机光辊机构动力学分析

单面瓦楞机在成型的过程中存在较大的振动,为了分析振动的原因及减振,对单面瓦楞机的关键机构——光辊机构进行动力学建模,发现推杆刚度不足,造成光辊机构的非线性。进行振动测试,验证了动力学模型的正确性,得到单面瓦楞机振动的主要原因:单面瓦楞机在正常工作转速范围内,存在两个共振频率。最后对光辊机构提出改进方案,并仿真对比改进前后光辊机构在受迫振动下的振动位移,改进后的位移幅值降低了35.2%。研究结果为降低瓦楞机的振动提供了理论依据。     

Dynamic stiffness vibration analysis using a high‐order beam model

This work presents the derivation of the exact dynamic stiffness matrix for a high‐order beam element. The terms are found directly from the solutions of the differential equations that describe the deformations of the cross‐section according to the high‐order theory, which include cubic variation of the axial displacements over the cross‐section of the beam. The model has six degrees of freedom at the two ends, one transverse displacement and two rotations, and the end forces are a shear force and two end moments. Using the dynamic stiffness matrix exact vibration frequencies for beams with various combinations of boundary conditions are tabulated and compared with results from the Bernoulli–Euler and Timoshenko beam models. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

计及套圈变形的电主轴角接触球轴承动刚度分析

针对高速电主轴结构特点,应用弹性力学和滚动轴承动力学理论,建立考虑内圈弯曲变形影响的角接触球轴承动刚度分析模型,探讨不同工况下内圈的径向挠度及其对轴承动刚度的影响,最后在12MD60Y6型号电主轴上进行轴承动刚度测试。理论和实验结果表明,内圈径向挠度和轴承的轴向载荷成正比、与转速成反比,在重载条件下其值不容忽视。考虑内圈径向挠度的轴承动刚度计算结果更接近实验结果。     

Fracture mechanism and model of 18Ni maraging steel

ABSTRACT

18Ni maraging steel is normally used to make key components by machining processes. It is necessary to understand the fracture mechanism and behaviour of 18Ni maraging steel for the study and further optimisation of machining processes. In this paper, the Split Hopkinson Tensile Bar tests accompanied by quasi-static mechanical tests are carried out to relate the stress triaxiality, deformation temperature and strain rate with the fracture strain. During the building up of the fracture model, it is noticed that the change of fracture mechanism from 600°C to 900°C brings about a non-linear relationship of fracture strain with the deformation temperature. This results in a large error in fitting the Johnson–Cook (J-C) fracture model, so a modified fracture model is put forward.     

Dynamic analysis of framed structures with statistical uncertainties

The forced harmonic vibration analysis of portal frames consisting of viscously damped beams with spatial stochastic variation of mass and stiffness properties is considered. The analysis is based on the assembly of element stochastic dynamic stiffness matrices. The solution involves inversion of the global dynamic stiffness matrix, which, in this case, turns out to be a complex‐valued symmetric random matrix. Three alternative approximate procedures, namely, random eigenfunction expansion method, complex Neumann expansion method and combined analytical and simulation method are used to invert the matrix. The performance of these approximate procedures is evaluated using Monte Carlo simulation results. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

柔顺停歇机构伪刚体模型的运动学和动力学分析

针对柔顺停歇机构的柔性构件在运动中产生的大变形、大挠度等几何非线性行为,采用伪刚体模型法来分析该类非线性大变形系统.首先,基于大挠度理论对大变形柔性梁进行屈曲分析,运用第一、第二类椭圆积分模拟初始状态为直梁的柔性梁,用多项式拟合得到其载荷—位移关系式.结合边界条件与受力特性,得到柔性梁的等效非线性弹簧伪刚体模型.在此基...     

Hot tensile deformation behaviors and constitutive model of 42CrMo steel

The hot tensile deformation behaviors of 42CrMo steel are studied by uniaxial tensile tests with the temperature range of 850–1100 °C and strain rate range of 0.1–0.0001 s⁻¹. The effects of hot forming process parameters (strain rate and deformation temperature) on the elongation to fracture, strain rate sensitivity and fracture characteristics are analyzed. The constitutive equation is established to predict the peak stress under elevated temperatures. It is found that the flow stress firstly increases to a peak value and then decreases, showing a dynamic flow softening. This is mainly attributed to the dynamic recrystallization and material damage during the hot tensile deformation. The deformation temperature corresponding to the maximum elongation to fracture increases with the increase of strain rate within the studied strain rate range. Under the strain rate range of 0.1–0.001 s⁻¹, the localized necking causes the final fracture of specimens. While when the strain rate is 0.0001 s⁻¹, the gage segment of specimens maintains the uniform macroscopic deformation. The damage degree induced by cavities becomes more and more serious with the increase of the deformation temperature. Additionally, the peak stresses predicted by the proposed model well agree with the measured results.     

基于机理模型的质子交换膜燃料电池动态特性分析

详细分析了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的机理模型,在此基础上运用Matlab的Simulink仿真工具建立PEMFC电堆的动态仿真模型.通过所建立的电堆动态仿真模型,就能够研究主要运行参数对电堆动态特性输出的影响.当电堆输出电流出现阶跃变化时,仿真分析了电堆的输出电压、输出功率、消耗功率、电堆等效内阻和电堆效率的动态响应.仿真结果和已知文献的实验数据基本一致,表明建立的电堆模型是正确、可操作和有效的.该研究有助于实现对PEMFC电堆的实时分析和动态优化,为PEMFC的实际应用提供了帮助.     

局部自由阻尼梁结构动力响应的精确解

运用等效复刚度法和传递矩阵方法推导了作局部自由阻尼层处理的梁式结构的动力响应方程,得到了系统的频响曲线。同时,分析了阻尼材料的杨氏模量、厚度以及安装位置对系统频响的影响。计算结果与有限元法结果和相关文献比较,吻合良好。分析表明,该方法具有较高的精度,可为梁式结构自由阻尼层处理的设置和优化提供理论指导。     

体外预应力梁动力特性的能量法分析

不引入解析法中体外筋预拉力增量与梁中点振动位移成正比的假设,提出用能量法分析体外预应力梁动力特性。由于不引入解析法中的假设,梁自振频率也更准确,与数值解吻合良好。计算结果表明：解析法低估了体外筋对第1自振频率效应;高估了对第2自振频率效应;体外预应力筋对第1自振频率影响较大,对高阶的频率影响很小,可以不考虑其影响;随着体外筋面积和偏心距的增加,梁的第1自振频率也随之增加。在理论上,体外预应力能减小梁的自振频率,而体内预应力对梁的自振频率没有影响     

计及活塞销间隙的内燃机曲柄连杆机构动力学分析

基于活塞销与衬套间隙的冲击函数模型和计算多体动力学的方法,研究了活塞销间隙对内燃机活塞-连杆-曲轴运动系统动力学特性的影响。使用冲击函数方法构建了活塞销与衬套的间隙碰撞模型,建立了某单缸内燃机活塞、连杆和曲轴的三维实体模型及内燃机活塞-连杆-曲轴的多体动力学模型。在刚性和弹性两种不同连杆模型下,通过分析活塞运动的速度和加速度,以及活塞销的运动轨迹等研究了活塞销间隙产生的碰撞特性对系统动力学行为的影响。结果表明,间隙的存在对该运动机构有显著影响,在上下止点附近活塞的加速度出现许多由碰撞产生的峰值。