船式耕作机变速器箱体结构轻量化优化设计

为减轻船式耕作机变速器的重量,对变速器箱体结构进行优化。基于Romax软件分析不同工况下的箱体载荷,对箱体进行建模和变密度法的拓扑优化设计,通过对箱体顶部箱壁和箱体后方的箱壁选择不同去除量进行拓扑优化,选取最优方案。在满足箱体应力应变条件下,质量减少了5%,实现了变速器箱体的轻量化。     

汽车变速箱壳体结构柔性分析与研究

针对汽车变速器结构强度分析存在的问题,基于专业设计软件MASTA及子结构方法,对变速器系统结构柔性进行了深入分析。依据分析结果中箱体刚度对系统内部变形的影响程度,提出了一种新型结构柔性分析方法,并根据该方法对变速系统进行了整体优化,使箱体刚度对内部系统的影响达到最小,实现了目标最优化。     

一种具有概率预测机制的无线传感器网络安全路由协议

针对传统入侵检测机制不能及时发现捕获节点的问题,提出一种基于捕获概率预测的安全路由协议.该协议将网络划分为多个虚拟网格,同时利用地理位置信息和入侵检测信息建立网格被捕获概率的预测模型,并计算网格和节点的被捕获概率,从而在分组路由过程中绕过未被发现的被捕获节点.理论分析和仿真结果表明,该协议能够有效避免选择被捕获的网格作为中继网格,减少网络中被捕获信息的数量,提高数据成功传输率.     

基于CFX软件消声器的流体仿真分析

采用圆形截面将不同消声单元和阻性材料结合,建立了汽车复杂消声器的计算模型,并导入到ANSYSWorkbench中,通过CFX流体软件构建出复杂消声器的流体域并进行结构网格划分,在此基础上对消声器进行流体动力学数值仿真分析.通过流体仿真分析,来评价该消声器的结构合理性以及可行性,这也为以后消声器的设计与发展奠定了理论基础.     

基于不连续有限元的拱坝应力应变仿真分析

单独建立拱坝坝体与地基模型,通过设置坝体与地基及坝体贴角与地基之间虚拟不连续结构面实现两套网格的耦合,并设置结构面上高斯点的生死状态来模拟坝体建基面之上浇筑块的浇筑过程,当建基面上的浇筑块出生时,激活结构面上的高斯点.在仿真分析中考虑结构面的粘结、滑移效应,并设置上游贴角与地基之间的虚拟不连续结构面在蓄水之后自动开裂和闭合.采用隐含裂缝单元模拟坝体裂缝,实现了不连续有限元对拱坝浇筑的仿真.与传统有限元进行对比,结果表明两种方法计算的位移结果整体分布大致相同,坝体及建基面附近的应力分布也基本一致,验证了该方法的正确性及实用性.可以看出,该方法将传统的整体网格划分工作简化为坝体和坝基网格的并行处理,缩短了前处理的时间,适合于拱坝-地基系统的浇筑仿真分析.     

基于空气动力学汽车车身优化改进研究

基于整车参数建立车身和风洞的三维模型并进行网格划分,建立车身空气动力学的有限元模型.采用k-ε湍流模型,利用耦合式求解器对车身进行外流场的仿真分析,得出影响车身外流场的汽车结构性能参数.对影响车身气动性变化的结构因素进行仿真分析,并以此为依据对原始车身模型进行气动造型优化.对改进的车身进行仿真分析,结果显示气动阻力和气动升力都有所降低,验证改进方法的有效性,为汽车车身的优化研究提供新的参考方法.     

某叶片式离心泵的叶轮部件结构静力学分析

使用有限元法对叶轮进行结构静力学分析.首先在UG中建立叶轮的三维实体模型,然后由FLUENT软件仿真得出泵腔内的油压分布,再在ANSYS中以solid187单元类型划分网格,通过对叶轮的结构静力学分析,可以清楚地显示其应力分布,找出应力集中点,验证其可靠性,并为进一步的模态分析和瞬态分析打下基础,为泵的结构优化提供了数据支持.     

JW.D3203高速锭子有限元模态分析

以JW.D3203高速运动锭子为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对锭子进行建模,设置材料属性,定义单元类型,划分网格,确定边界条件,得到了锭子的前十阶模态振型图以及固有频率和临界转速.仿真结果有利于对锭子结构优化、避免工作转速达到临界转速产生共振现象.     

CAE在机械零件结构设计前期的应用

讨论计算机辅助工程(CAE)前期介入对汽车零部件轻量化的作用和意义,分析设计开发流程以及有限元软件的适用范围,通过大量的仿真试验数据得到不同材料与强度大小的关系,对通用的几何模型进行有限元分析,研究原型零件的宏观尺寸对其强度的影响,获取原型零件结构尺寸的变化规律,并且得到了CAE仿真分析中计算精度与网格划分的关系.     

基于子域重构的扫掠体六面体网格划分方法

针对扫掠体连接其他实体造成扫掠面结构网格划分困难,导致扫掠法无法在扫掠体内生成六面体网格的问题,提出针对扫掠体的六面体网格划分方法.该方法对扫掠面进行拓扑分解,依据结构网格节点的排列要求和分解域的连接关系综合计算棱边单元划分数.结合超限映射法在分解域内填充结构网格,依据扫掠法的基本步骤生成六面体网格;对不能采用结构网格填充的扫掠面子域进行重构以隔离非结构网格,对扫掠面子域边界外、内的网格区域先后进行扫掠生成最终六面体网格.实例表明,该方法稳定、可靠,可以处理复杂的2.5维实体六面体网格生成问题.     

斜齿轮传动的啮合刚度计算及其主共振分析

斜齿轮是机械装备的重要传动元件,其啮合刚度的准确计算和传动系统的稳定性分析具有重要的实际意义。根据斜齿轮轮齿接触线的变化规律,结合斜齿轮单对齿单位长度啮合刚度变化规律和ISO刚度计算准则,提出一种斜齿轮啮合刚度计算方法,分析了不同参数下斜齿轮传动的啮合刚度波动特性;基于分析所得的啮合刚度变化规律建立了斜齿轮传动的动力学模型,并利用多尺度法对动力学模型进行了求解,研究了外加载荷和啮合刚度波动对斜齿轮传动主共振的影响。结果表明：给出的斜齿轮啮合刚度计算方法能够较快速、准确地获取啮合刚度波动变化规律,将其引入斜齿轮动态特性分析中,能够更加准确地反映斜齿轮啮合刚度波动和载荷波动对系统主共振稳定性的影响规律;在其他条件不变时,斜齿轮主共振稳定性随静载荷和啮合刚度波动增加而增加,但较大静载荷会导致主共振频率增大,而且在高频激励下,即使较小的啮合刚度波动也会触发主共振的不稳定;载荷波动增加会使斜齿轮主共振幅值增大,使系统稳定性变差。     

齿运动偏心的啮合理论分析

采用齿轮啮合理论中的瞬时节点法对滚齿加工中所产生的运动偏心进行了较为详细的分析，所得结论证明，该方法对分析齿轮加工误差十分方便准确。     

弧齿锥齿轮数字化齿面啮合仿真分析与试验

为了实现航空弧齿锥齿轮的数字化滚动检验,进行了数字化齿面啮合仿真分析与试验。采用NURBS对由齿面坐标测量或理论齿面坐标计算获得的离散点数据进行初步拟合,进一步考虑离散点法矢,优化控制顶点,实现数字化齿面的几何特征修改;建立数字化齿面啮合仿真分析模型并进行印痕滚检试验。算例结果表明:考虑法矢拟合得到的传动误差曲线的幅值误差小于0.46%,齿面印痕的大小、方向、位置都与理论齿面非常接近。因此,在一些应用上采用考虑法矢的NTCA可以代替滚动检验,获得实际的齿面印痕和传动误差。     

考虑多体承载啮合斜齿行星齿轮动载特性分析

斜齿行星传动在高速重载场合中应用越来越广泛,其动载特性研究对减振降噪具有重要意义。正确地描述行星齿轮系统的啮合刚度和啮合误差是进行动力学分析的前提,为此,紧密结合齿轮几何分析与力学分析,提出行星齿轮承载接触分析技术,获得各齿轮副的耦合时变啮合刚度,并计算其啮合冲击力,为行星齿轮动力学深入分析奠定基础;其次,应用集中参数法建立考虑齿轮副安装误差、刚度激励及啮合冲击激励的斜齿行星传动啮合型弯-扭-轴动力学模型,采用数值法求解系统的动载特性。表明：考虑啮合冲击激励时,随转速的增加动载荷增加更为明显;共振转速附近,啮合冲击对动态啮合力的影响较小;安装误差特别是中心距误差是引起各齿轮副啮合刚度不同的主要原因,其进一步导致了系统的共振转速变多;行星轮浮动可以明显降低共振转速处的动载荷,由于各外（内）齿轮副刚度的不同,随转速的增加行星轮浮动使得部分齿轮副的动态啮合力明显降低。     

快开容器组合啮合度下齿块强度的有限元分析

齿啮式快开容器使用广泛,其快开结构是实现容器开关门操作的重要部分,而齿块的啮合程度决定容器的运行安全。以一台齿啮式蒸压釜为例,采用有限元分析方法,针对周向未完全啮合、径向未完全啮合、周向和径向均未完全啮合即组合式未啮合工况,对齿块受载状态进行了数值模拟,并对其危险路径进行了强度校核。分析结果可知,随着齿块周向或径向啮合度的降低,齿间所受应力均呈增大趋势。在组合式未啮合工况(周向啮合度为80%、径向错动量3.0mm)下出现应力最大的危险情况。经强度校核发现,其一次局部薄膜应力超过许用值,不能满足强度要求。分析结果表明,齿啮式快开容器应尽量避免齿块在未完全啮合的情况下工作,以保证其安全使用。     

双圆环面二次包络环面蜗杆传动的啮合界线与蜗杆螺旋面的结构

推导了双圆环面包络环面蜗杆磨齿啮合界线方程及其与相配蜗轮啮合的啮合界线方程。阐明双圆环面二次包络副的二次包络啮合界线与一次包络啮合界线共轭线重合,是二次包络新接触线族的包络线,与二次包络原接触线族相交,将蜗杆螺线面划分为单线接触区与双线接触区,从而诠释了双圆环面包络环面蜗杆螺旋面的结构。同时指明,可以通过合理搭配参数,调整二次包络啮合界线沿蜗杆轴向的位置,增加瞬时接触线的总长,提高传动副承载能力。     

计算机辅助端面谐波齿轮传动的啮合分析

建立的端面谐波齿轮传动的啮合分析软件,可以较快地选取最佳传动方案,确定相应的啮合参数和结构参数。在介绍了该软件的总体结构后,进一步阐明了该软件中人机对话设计方法和啮合性能分析方法的设计思想。     

凸轮激波摆动活齿传动齿形及啮合力分析

为研究凸轮激波摆动活齿传动啮合副受力情况,根据其传动原理得到了中心内齿轮的理论、工作齿形方程.基于弹性小变形及变形协调建立了理想状态下的啮合副受力模型,给出了啮合副作用力的搜索算法,并结合具体实例分析,初步获得了凸轮激波摆动活齿传动的啮合副作用力分布趋势.     

齿式联轴器不对中啮合力模型及其对转子系统动力学特性影响

推导了齿式联轴器不对中啮合力模型,基于有限元分析建立了考虑齿式联轴器不对中效应的转子系统动力学方程,通过数值仿真研究了不对中啮合力对转子-齿式联轴器系统动力学特性影响规律.理论分析和仿真结果表明:齿式联轴器不对中啮合力与联轴器的结构参数、传递扭矩、静态不对中和动态振动位移等有关;联轴器的刚度并非一个恒定的常数,其与动态振动位移有关,并依赖于静态不对中,在特定不对中状态下,联轴器的主刚度会出现负值.系统动力学特性表现为:齿式联轴器连接的转子系统没有不对中时,系统的响应只有1X倍频;存在不对中时,响应出现2X、3X等整数倍频;不对中量增加时,各频率成分的幅值增加,系统的振动变得复杂.研究结果可以为齿式联轴器连接的转子系统的不对中故障诊断提供依据.     

双导程直线接触偏置蜗杆传动Ⅰ——原理分析

为了简化传统锥蜗杆传动的设计与制造,提出了一种新型偏置蜗杆传动方式.蜗轮蜗杆传动的啮入和啮出分别是基于具有渐开线齿形、齿面瞬时接触状态为直线接触的外啮合和内啮合空间相错轴螺旋齿轮传动的原理,论证了实现正确啮合传动的条件、原理及实现方法,进行了双导程直线接触偏置蜗杆的运动仿真.结果表明:除了具有其他蜗杆传动的优点之外,这种偏置蜗杆副构形及传动原理简单,因而具有设计、制造简单的显著特点;且由于齿面瞬时接触状态为直线接触,所以具有更大的承载能力.