圆轴承流体润滑热效应模型及其应用

提出了对轴向解析、周向有限元压力分布的有限宽圆轴承模型进行流体动力润滑热效应分析的方法。该方法采用绝热边界条件，能量方程无需与雷诺方程迭代求解，即可确定出油膜沿周向方向的平均温度场和粘度场分布；基于变分不等方程理论，雷诺方程采用一维直接解法求解。应用提出的方法计算了流体润滑热效应对进油槽位于水平方向两侧的圆轴承承载系数、偏位角和压力分布的影响，与工程上的标准数据计算结果吻合，方法简单适用，节约计算量。     

基于数值解分析非均匀电场对离子迁移谱的影响

本研究分析了迁移管内带电体的结构,给出求解拉普拉斯方程的数学模型、迁移管带电体的边界处理方法和迁移管内离散电场数值的计算方法。离子门关闭期间,改变驱动脉冲的对称电压值将在迁移区产生非均匀电场,对离子迁移谱的分辨率、峰位、信噪比等特性产生影响。借助数值求解拉普拉斯方程得到的计算结果,对非均匀电场对迁移谱的影响进行合理的解释,给出理论计算迁移谱峰位的方法,并与实验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性。实验结果表明,应用离散求解拉普拉斯方程计算迁移管电场在离子迁移谱领域有较好的应用前景。     

气体静压球轴承的静特性分析及其实验研究

针对空气静压球轴承雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值求解方法,该方法通过坐标变换将气体润滑三维球面展成二维矩形平面,再将球面轴承的Rey-nolds方程变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,进而以Matlab PDE工具箱为求解器,编制迭代计算程序,对其静特性进行计算。并研制了一套基于空气静压球面轴承的主轴样机对数值仿真结果进行验证,结果表明该方法比较理想,该方法在流体润滑领域有一定的应用前景。     

气体静压轴颈轴承的静特性分析及其实验研究

针对雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值求解思想,对气体静压轴颈轴承的静态性能进行了研究,将其计算结果与其它分析方法的计算结果进行了比较,并通过实验验证,表明该方法的计算结果十分理想而且非常稳定,证明将该方法应用在流体润滑领域的可行性。     

准双曲面齿轮几何参数计算方法的研究

介绍了求解准双曲面齿轮几何参数的基本原理.通过分析格里森求解方法的计算过程,建立了几何参数的迭代方程.在这些方程基础上,提出了一种几何参数计算的新方法.最后给出一个计算实例对新方法进行了验证说明.     

等几何多重网格法在雷诺方程中的应用

相比于有限元法,等几何法求解偏微分方程能以较少的自由度达到更高的求解精度。而多重网格法在处理大规模方程组求解方面应用广泛。为了满足流体仿真对雷诺方程求解的精度与速度的要求,对将等几何法与多重网格法相结合的方法求解雷诺方程进行了研究。文章首先对雷诺方程进行推导,建立适于等几何法的求解模型;然后研究了节点插入的细分算法,构建基于h细化的各层控制点网格之间与阶次相适应的映射矩阵,提出了基于h细化的等几何多重网格法求解模型并。通过不同计算实例发现:等几何多重网格法计算效率明显优于单纯等几何法。     

基于PDE的气体润滑轴承特性的数值分析

针对雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值离散求解方法,同时提出了一种对剖迭代的逼近算法来处理压力边界条件。并采用该算法通过改造PDE工具箱对小孔节流静压气体径向轴承的静态性能进行了研究,将其计算结果与其它分析方法的计算结果进行了比较,表明该方法的计算结果精度很高而且非常稳定,证明将该方法应用在流体润滑领域的可行性。     

一种分析磁光波导的近似方法

提出了应用频谱指数法对磁光薄膜波导中非互易相移进行近似计算的模型.频谱指数法可以快速而准确地求解在磁光薄膜波导中传播的电磁波方程,得到本征模的传播常数及电磁场的截面分布状态.这种方法通过运用傅立叶变换对肋形光波导产生一频谱指数,进而将求解的问题简化为求解一维方程,因而很容易对方程进行求解.与精确的数值分析法(如有限元法,有限差分法等)相比,计算的复杂度大为降低,在保证计算精确度的前提下,计算速度显著提高.     

球面配流副二维稳态压力场的数值求解方法研究

推导出基于球面坐标系的贴体网格生成方程,在贴体坐标系下利用有限差分法迭代求解雷诺方程,得到了球面配流副的二维稳态压力场,在迭代求解网格生成方程过程中利用平均近似的方法将隐式迭代方程转化为显式方程,大大缩短了求解时间。用球面配流副近似平面配流副进行了压力场计算,计算结果与电模拟法的结果非常接近。应用该方法对液压变压器球面配流副进行了压力场计算,计算结果表明,当相邻油口压力接近时过渡区域的压力场分布不能忽略。     

基于旋量理论的3-US并联机构运动学分析

应用旋量理论对一种3-US并联机构进行了运动学分析。首先对该并联机构进行位置分析,根据机构的几何约束条件,将机构的位置分析转化为对三个非线性几何约束方程的求解,运用数值计算方法对方程进行了求解。然后应用旋量理论建立了该机构的正逆速度分析方程,并通过实例说明了这种方法的应用。最后应用ADAMS软件对3-US并联机构进行仿真,并与本文方法计算结果对比,验证了本文方法的精确性。     

滚子轴承受载变形计算的修正

通过对线接触Palmgren公式和推导出的有限长线接触变形理论公式的分析对比,提出了一种滚子轴承受载变形计算的修正方法。在采用现行分析方法对轴承进行求解的基础上,利用有限长线接触变形理论公式对部分计算结果进行适当的修正。该方法计算精度高且简捷,便于在工程实际中推广应用。     

使用非正交曲线座标和非正交速度分量的叶轮机械三元流动基本方程及其解法

本文使用张量方法推导了使用任意非正交曲线座标和非正交速度倒分量的叶轮机械内部三元流动的基本气动热力学方程,详细考虑了适用于S1和S2相对流面的各种座标的取法及其相应的方程。最后讨论了适用于反问题（设计问题）和正问题（分析、和变工况计算问题）的两类求解方法。第一类方法是作者以前提出的中心流线法的发展,属于流线推广法范畴。第二类方法是过去使用的矩阵法和迭代法的继续。这一套非正交曲线座标的方程组及其解法可以用来更准确地设计或计算分析具有任意弯曲通道和任意倾斜的以及具有任意前、后缘形状的叶片的叶轮机械内部三元流动。     

Dynamic buckling of suddenly loaded imperfect hybrid FGM cylindrical shells with temperature-dependent material properties under thermo-electro-mechanical loads

Only static buckling of the hybrid functionally graded material (FGM) cylindrical shells has been investigated so far. In the present paper, dynamic buckling of imperfect FGM cylindrical shells with integrated surface-bonded sensor and actuator layers subjected to some complex combinations of thermo-electro-mechanical loads is investigated. The general form of Green's strain tensor in curvilinear coordinates and a high-order shell theory proposed earlier by the author are used. The complicated nonlinear governing equations are solved using the finite-element method. Buckling load is detected by a modified Budiansky's criterion proposed earlier by the author. Effects of temperature dependency of material properties, volume fraction index, load combination, and initial geometric imperfections on thermo-electro-mechanical post-buckling behavior are evaluated. Results reveal that the volume fraction index, temperature gradient, layer sequence, and the adaptive feedback control somewhat may affect the buckling load.     

求解非定常不可压湍流的SMAC隐式方法

基于简化标记和单元(Simplified marker and cell,SMAC)方法,发展一种在任意曲线坐标系中求解三维非定常不可压湍流Reynolds时均方程的隐式数值方法。控制方程包括以逆变速度为变量的动量方程、压力Poisson方程和k–e 湍流模型方程,控制方程的离散在三维标记和单元(Marker and cell,MAC)交错网格系统中进行。为提高方程数值计算的稳定性,动量方程、k方程和e 方程对流项离散均采用Chakravarthy-Osher总变差衰减(Total variation diminishing,TVD)格式。动量方程、k方程和e 方程离散后的代数方程组采用循环三对角阵算法(Cyclic tridiagonal matrix algorithm,CTDMA)方法进行求解,Poisson方程离散后的代数方程组采用Tschebyscheff超线性松弛(Successive linear over relaxation,SLOR)方法交替方向迭代求解。用该方法自编程序对简化后的射流放水阀内非定常流场进行数值模拟,计算结果和试验结果吻合。     

新型巡线机器人的运动学算法分析

新型巡线机器人单体具有3个转动关节,适用于110kV高压输电线路巡检工作.用常规解法和D-H法分别推导了该机器人的正运动学方程.两种算法推导出的结果实质是一致的.     

Computational method for dynamic analysis of constrained mechanical systems using partial velocity matrix transformation

A computational method for the dynamic analysis of a constrained mechanical system is presented in this paper. The partial velocity matrix, which is the null space of the Jacobian of the constraint equations, is used as the key ingredient for the derivation of reduced equations of motion. The acceleration constraint equations are solved simultaneously with the equations of motion. Thus, the total number of equations to be integrated is equivalent to that of the pseudo generalized coordinates, which denote all the variables employed to describe the configuration of the system of concern. Two well-known conventional methods are briefly introduced and compared with the present method. Three numerical examples are solved to demonstrate the solution accuracy, the computational efficiency, and the numerical stability of the present method.     

基于MATLAB的起重机四连杆结构瞬时角度计算

四连杆结构设计是门座起重机设计工作的主要内容。本文通过推导门座起重机的四连杆结构的几何关系建立了非线性方程组,并基于MATLAB完成求解,得到四连杆结构中的象鼻梁、臂架和大拉杆构件与水平面的瞬时夹角,为建立四连杆结构的空间杆系模型提供初始数据;同时,按照四连杆结构的变幅位置对应计算结果完成了图形显示,方便设计人员进行数据分析。     

拉索平面内自由振动影响因素分析

考虑抗弯刚度、垂度和几何非线性的影响，建立了拉索非线性自由振动方程，针对考虑与否垂度和几何非线性，分别建立了线性无垂度和有垂度理论、非线性无垂度和有垂度理论，用谐波平衡法求得拉索振动固有频率的近似解析解。其结果与龙格-库塔积分法得到的结果较为一致。此外，还给出了抗弯刚度、垂度和几何非线性对拉索振动固有频率影响的定量判定。     

The large displacements and dynamic stability of springs using helical finite elements

The differential equations of Wittrick are extended to allow large displacements of the helix and consistent geometric stiffness matrices are presented. In an earlier paper the author has dealt with the linear treatment of spring dynamics but here an investigation of static and dynamic stability and non-linear wave propagation is offered. The performance of the method is measured by comparison with previously published work.     

基于传力条件的具有急回特性的四杆机构设计

明确提出了以传动角作为基本设计参数设计具有急回特性的四杆机构的原理和方法 ,并为综合考虑运动条件和动力条件的四杆机构解析法设计提供了一个范例