新型组合型线涡旋盘的多目标优化

研究基圆-变径基圆-基圆组合型线涡旋盘的优化设计问题。根据该组合型线的特点和涡旋盘的形成方法得到了涡旋盘的几何模型,建立了行程容积和面积利用系数为优化目标的数学优化模型,利用MATLAB遗传算法工具箱对目标函数进行多目标优化,同时与具有相同涡旋圈数的基圆渐开线涡旋盘进行对比,还讨论了设计参数对行程容积和面积利用系数的影响。结果表明：优化后的两个目标函数值较优化前均有提高,且优于基圆渐开线涡旋盘,表明了该优化模型的有效性,为该组合型线涡旋盘的优化设计提供了参考。     

涡旋盘啮合条件下流固耦合分析与结构改进

针对涡旋齿变形量通过试验难以测得,进而动、静涡旋盘之间的啮合间隙值难以确定的问题,建立了带有轴向和径向泄漏间隙涡旋盘三维流体域模型,结合CFD动网格技术对涡旋盘内部流场进行模拟,得到压力场和温度场的瞬态分布。将流场计算结果施加到固体边界上,得到涡旋盘的应力分布和变形规律,其中固体变形考虑了包括涡旋齿和端板在内的整体变形,使变形计算结果更贴近实际工作情况,结合试验验证了模拟结果的准确性。对动涡旋盘在仅受气体力作用、仅受温度作用和受热力耦合场作用下的应力分布和变形规律进行对比分析,得到温度升高是造成涡旋齿变形的主要原因。根据上述分析结果,提出一种涡旋齿结构改进方法,对改进后的涡旋盘的变形和应力分布进行了模拟,结果表明:改进后的涡旋盘的应力和变形都有所降低,为进一步改进涡旋盘结构提供了参考。     

基于等误差阿基米德螺线法的涡旋型线的拟合算法研究

为了实现涡旋型线的高精度和高效率加工,建立了三段基圆渐开线组合型线的数学模型,利用等误差阿基米德螺线方法对该组合型线进行逼近,并将此方法与等间距阿基米德螺线拟合方法进行了对比分析,结果表明:在保证误差合理范围内,采用等误差阿基米德螺线法拟合涡旋型线比等间距阿基米德螺线拟合方法计算的节点数少43.5%,可以快速准确地确定拟合节点,有效提高加工效率和加工精度,该方法具有一定的实用性。     

新型变截面涡旋型线的多目标遗传算法优化

利用基圆渐开线和幂级数形式的高次曲线构造一种新型的变截面型线，并针对目前变截面型线优化设计中只以容积性能为优化目标而未考虑型线力学性能这一缺点，提出综合考虑容积性能和力学性能的多目标优化设计方法。将容积性能中的重要指标——压缩比和力学性能中的关键指标——轴向气体力和切向气体力作为优化目标，利用遗传算法对其进行多目标优化。结果表明：优化后的两大指标较优化前均有显著变化，压缩比提高了11.3%，轴向气体力和切向气体力明显降低，尤其是切向气体力降低的幅度较大，最大轴向力和最大切向力分别减少了2.11%和22.71%，表明提出的优化方法可以获得综合性能较优的变截面型线。     

基于ABAQUS的三联齿盘与双联齿盘静动态特性比较

为了分析比较三联齿盘和双联齿盘作为精定位元件的优劣性,文章在三联齿盘与双联齿盘的外径和啮合齿参数相同,受到同样的极限扭转力和轴向力的条件下,采用有限元软件ABAQUS分别对三联齿盘和双联齿盘进行静力分析和模态分析,通过比较应力值和变形量来分析两者的静力受力情况。静力分析结果表明,在相同外载荷和约束条件下,三联齿盘受到的最大应力和最大变形量都较大,齿面受力较集中,最大应力出现在齿面上。双联齿盘,由于机构联动简单,齿面受力均匀,受力变形也规则稳定。所以,在机械性能上,三联齿盘更易出现疲劳损伤。模态分析结果表明,端齿盘动态稳定性强,其共振频率高,外界切削条件振动不会引起端齿盘共振,但一旦引起共振,变形量较大。该研究对数控刀架设计和定位机构选择起到理论指导意义。     

磁悬浮驱动式无油涡旋压缩机驱动力分析

为了解决无油涡旋压缩机的润滑问题,提出一种磁悬浮驱动式无油涡旋压缩机。基于涡旋压缩机的力学理论,充分考虑到无油涡旋压缩机工作时的实际状况,结合磁悬浮技术,设计出一种可以避免使用轴承和防自转装置的无油涡旋压缩机。通过数值计算软件对磁悬浮驱动式无油涡旋压缩机的动涡盘进行受力计算,详细分析了涡旋齿节距不同情况下动涡盘在不同转角下的受力;利用有限元分析软件对无油涡旋压缩机提供驱动力的E-I型电磁铁、U-I型电磁铁和U-U型电磁铁在不同气隙下的吸引力进行有限元仿真,并做了对比说明;最后把涡旋压缩机的受力与U-I型电磁铁的驱动力进行有效比较。结果表明:该新型涡旋压缩机在理论上是完全可以实现其正常工作,且有效避免了轴承与防自转装置的使用,同时还兼具了磁悬浮技术低磨损、无污染等特点。     

三涡圈涡旋压缩机的性能研究北大核心

由型线方程建立三涡圈涡旋压缩机涡旋齿的几何模型,利用积分法计算得到三涡圈涡旋压缩机工作腔容积随主轴转角的变化规律,并对其工作过程进行分析,得出6个工作腔分别以π/3为周期依次完成吸气、压缩以及排气过程。给出三涡圈涡旋压缩机压缩过程中容积腔内压力的计算方法,在此基础上对比分析单涡圈、双涡圈以及三涡圈涡旋压缩机的工作腔容积特性、工作腔内压力的变化规律以及排气孔面积的变化规律,得出三涡圈涡旋压缩机的排气更加稳定,更适用于低压比场合。     

变径管自由翻转变形的趋向性研究

利用液压胀形与折叠工艺将圆管成形为变径管,成形后变径管的中管存在圆锥台、倒圆锥台、圆柱壳3种类型。不同类型的中管受到轴向压缩后的变形模式不同,随着加载位移的不断增大,所产生的自由翻转力大小和平稳程度也不相同。通过比较外管内翻和内管外翻的难易程度,研究不同变径管下的变形模式,对3种类型的变径管在轴向位移作用下的翻转力和中管的平稳程度进行了数值模拟和实验研究。数值模拟结果与实验结果一致,中管为圆柱壳的变径管在自由翻转时变形模式最理想。     

变截面涡旋盘齿面粗糙度的双预测模型

目的精确预测三段基圆变截面涡旋盘齿面粗糙度,确定合理的铣削参数,提高变截面涡旋盘齿面的加工质量。方法首先在正交试验的铣削参数条件下,用XK714数控铣床对毛坯件进行铣削加工,获得三段基圆变截面涡旋盘,用SJ-210表面粗糙度测量仪测量已加工涡旋齿侧面的粗糙度值。然后利用铣削参数和测量的粗糙度值,建立齿面粗糙度的多元回归预测模型和改进的BP神经网络预测模型及双预测模型,并验证该三种模型的精确度。最后对单一因素条件下的粗糙度进行预测、分析。结果经过计算可得,齿面粗糙度的多元回归预测模型的平均误差为1.43%,最大误差为3.09%。改进的BP神经网络预测模型的平均误差为1.33%,最大误差为3.22%。两种模型的预测平均值作为双预测模型时,预测平均误差为0.627%,最大误差为1.51%。结论齿面粗糙度的双预测模型的平均误差明显降低,同时可以避免单一预测模型产生主观预测误差。各铣削因素对粗糙度的影响程度不同,进给量fz吃刀深度ap刀具转速n侧吃刀量ae。随着进给量、吃刀深度、侧吃刀量的增加,齿面粗糙度值增加;随着刀具转速升高,齿面粗糙度值降低。     

涡旋盘精密模锻成形

以涡旋盘动盘为研究对象,基于流动控制成形技术提出在凹模中分别添加背压阻尼和分流腔的两种成形工艺方案,通过DEFORM-3D软件对两种成形工艺方案进行数值模拟和试验验证.模拟结果表明:采用背压结构,涡旋盘金属的流动性更好,但所需成形载荷较大,且凹模的等效应力和变形量较大;采用分流腔结构,所需成形载荷更小,凹模的等效应力和...     

涡旋式膨胀机效率的研究

根据涡旋式膨胀机的工作原理,对涡旋式膨胀机进行动力学分析,得到了涡旋齿所受切向气体力的表达式,进而得出了输出转矩的表达式.以工程热力学的普遍原理为基础,得到了涡旋式膨胀机的有用功,结合气动功率概念,最终推导出涡旋式膨胀机有效热效率的表达式.在理论研究的基础上,设计了试验台,通过试验对结论进行了验证,证明了涡旋式膨胀机的效率与进气压力、体积流量、膨胀机转速之间的关系,并指出工质内泄漏对涡旋式膨胀机效率的影响,为提高涡旋式膨胀机的效率提供了理论基础.     

大型零件精冲尺寸精度控制

针对钢板的各向异性以及制件外形的非对称性所导致的精冲零件非规则变形的问题,以某汽车变速箱连接板零件为例,根据其结构特点、尺寸精度和所需精冲力大小,拟定了先落料后冲孔的精冲方案。通过试验研究了在不同材料轧制方向下,制件渐开线齿形内孔的跨齿距、齿顶圆、齿根圆以及4个圆孔位置度尺寸的变化规律。根据试验获得的制件尺寸与模具设计尺寸之间的差异,采用尺寸补偿方法,对精冲模具尺寸进行优化设计,进而加工出符合图纸精度要求的制件。为便于模具维护,对冲孔精冲模具的齿形孔凸模采用了特殊的上、下分体式设计。实际生产应用表明,制件渐开线齿形内孔尺寸及4个圆孔的位置度尺寸稳定,精度能够达到图纸要求。     

基于三维扫描点云对渐开线斜齿圆柱齿轮的参数提取

出于工程实际需要,基于实物逆向工程技术,借鉴已有的相关研究成果,研究了渐开线圆柱斜齿轮基本参数的反求途径和方法。主要思路为以能否反求出基圆半径来判定齿轮的齿廓线是否为渐开线;在明确为渐开线齿廓的前提下,依据扫描点云并借助逆向三维软件及其数字化测量功能来获取齿轮的端面信息及齿全高、顶圆、根圆和公法线等主要几何尺寸;进而依据齿轮啮合理论、测量技术理论逐步反求出齿轮的模数、压力角、齿制系数螺旋角等参数。并通过来源于工程实际的一配对斜圆柱齿轮的反求实例给出了其参数提取的主要方法及过程,以验证文中方法的可行性。在点云和反求齿轮类型、几何量测量方法及可操作性、编程处理工具的易用性等方面不同于主要参考文献[1－2]所述的两种参数反求方法,但具有二者的优点。     

基于数值模拟的拉延筋约束阻力计算方法研究

在汽车覆盖件拉深成形中,拉延筋可以在较大范围内调节和控制板料的变形程度和变形分布,抑制多种成形质量问题的产生.其中,拉延筋几何参数起着重要的作用.本文以矩形拉延筋为例,建立了拉延筋约束阻力计算有限元模型,对拉延筋几何参数与约束阻力之间的关系进行分析研究.结果表明:拉延筋约束阻力与凹槽圆角半径和凸筋圆角半径成反比,与筋高成正比.结合某轿车B柱加强板实例,通过优化其拉延筋结构参数,得到当1号等效拉延筋高8mm、凸筋和凹槽圆弧半径3mm;2号等效拉延筋高4 mm、凸筋和凹槽圆弧半径6mm时,该制件成形质量达到最佳.     

半圆形拉深筋尺寸参数对其阻力的影响

通过数值模拟和实验相结合的方法 ,研究了半圆形拉深筋的高度、圆角半径等参数对拉深筋阻力的影响 ,分析了不同尺寸参数下拉深筋阻力的构成特点。研究表明 ,拉深筋高度和拉深筋圆角半径对阻力均有显著的影响。其中拉深筋高度与阻力之间存在较好的线性关系 ,是控制拉深筋阻力的首选参数。拉深筋的高度变化主要影响拉深筋的摩擦阻力 ,而圆角半径主要影响局部圆角的变形阻力。最后在实验和分析的基础上 ,给出了半圆形拉深筋的设计调整原则     

直线振荡电机的柔性板弹簧性能参数分析

为提高柔性板弹簧在直线振荡电机运行中的工作效率及其可靠性,设计一种偏心量渐开线柔性板弹簧,并对该板弹簧的径、轴向刚度,疲劳强度,固有频率进行研究.结合腰鼓型变刚度螺旋弹簧的刚度分析模型,建立板弹簧的刚度分析模型,推导出板弹簧的刚度在一定范围内近似为常数;采用有限元软件对不同偏心量、厚度、渐开线终止角和相位差的板弹簧刚度...     

变压边力条件下铝合金板的成形窗口

在由塑性成形理论和能量法分别建立的临界破裂和临界起皱压边力模型基础上,构建了变压边力情况下汽车用铝合金板的成形窗口,并分析了拉深比、材料参数和模具参数对成形窗口的影响规律.对比实验表明:在整个有效压边力范围内,数学模型构建的成形窗口能够与实验相吻合,且铝合金6111-T4和5052-O的成形窗口明显小于钢板st14的.而影响因素分析显示:随着拉深比降低、厚向异性系数(r)增加和凹模圆角半径(Rdp)增大,成形窗口明显扩大;n值增加,成形窗口虽然有所扩大,但是效果并不明显.