一种有效的螺纹固定结合部有限元建模方法

针对结合面压力不均匀分布对结合部建模精度存在影响,给出了一种基于结合面压力不均匀分布的螺纹固定结合部动力学建模方法.首先,利用Ansys对施加预紧力的装配体整机进行静力学分析,提取结合面处的节点、单元信息及压力分布,基于节点间距离最短的原则对上、下结合面中的节点进行匹配,在匹配好的两节点间建立Matrix27刚度、阻尼...     

CK1416数控车床整机结合面动力学特性建模与仿真

影响机床动态设计和仿真精度的一个关键技术是在机床动力学建模过程中对结构结合面的处理。本文提出了一种基于试验与参数优化组合的方法，解决了CKl416高速精密数控车床中界面的动力学建模问题。该方法对于机床结构的动态设计和仿真建摸具有普遍适用性。     

连接件非均匀面压结合部动态性能建模与分析

基于栓接结合面非均匀面压分布与分形接触理论,通过静力仿真获得了结合部非均匀面压的分布规律,建立了结合面的动态参数的动力学模型,并将结合面的动态参数换算为虚拟材料的弹性模量、切变模量及泊松比等材料属性参数。提出了考虑结合面非均匀面压影响的栓接结合部有限元模型,结合有限元分析获得栓接结合部的理论模态频率及振型。将理论与实验模态相比较,所提出的模型能够准确地描述机械结合部的固有频率及振型等动态特性,可应用于提高数控机床整机的动态性能建模分析准确性。     

机床结合部动力学建模与辨识方法的研究

针对机床结合部动力学建模与辨识过程中对子结构间耦合关系与内部激振对外部响应影响考虑不充分问题,采用频响函数矩阵建立完备的机床结合部动力学理论模型;基于力学平衡条件和位移兼容条件推导了辨识方程,提出一种新的动力学辨识方法;辨识过程中融入了子结构间耦合关系,将难测频响矩阵作为中间变量抵消,避免使用难以测量频响或估算难以测量频响所引入的方程误差。在此基础上,将辨识方程拓展至整个测量频段,构建包含辨识关系的矛盾方程,通过最小二乘法求解确定了结合部的等效动刚度,建立了结构的有限元模型。为验证方法的正确性与可行性,基于LMS试验平台进行了现场试验,获得了良好的试验效果;与缩减维度、忽略内部激振作用的建模方法进行了对比分析,结果表明本文方法具有更好的预测性。     

复杂机械结构结合面动力学建模及其参数识别方法的研究

提出复杂机械结构结合面动力学建模和参数识别的方法。首先，在提出理想结合面和结合面元概念的基础上，阐述了新的建立结合面动力学模型的方法，减少了复杂形状结合面动态参数的数目；其次，通过对有限元模型的降阶修改，建立复杂结构低阶动力学模型，避免了在参数识别过程中反复进行有限元计算。以上方法在ＪＣＳ－０１８加工中心立柱模型的结合面参数识别中得到了应用。     

模态试验在机床滑块导轨系统建模中的应用研究

机床结合面参数的正确与否,对整机有限元模型的建模精度具有举足轻重的作用。针对影响XH2725机床整机建模精度的关键结合面——滑块导轨结合面进行模态试验,测试结合面动力学特性,采用分量分析法得出结合面的特征参数并应用于机床整机的动力学建模。     

导轨结合部动力学建模仿真与试验研究

通过弹性力学中经典的赫兹接触理论,计算得到由滚珠丝杠副及直线滚动导轨副构成的进给机构的各部分的接触刚度,建立理论动力学模型。对所建模型在ANSYS软件中进行有限元仿真,进行模态分析。利用比利时某公司提供的机床结构模态分析设备对动结合部系统进行模态激振实验。最后提取实验与仿真分析中所得到的动结合部系统的固有频率,做一对比,并提取分析对应振型,为以后的动力学建模、结合部参数识别以及机床的结构优化设计提供了一定依据。     

机床固定结合面的一种建模方法

根据固定结合面的特点 ,提出了结合面的一种建模方法 ,应用等参单元的概念 ,导出了任意四边形结合面单元下的单元刚度矩阵和阻尼矩阵 ,该建模方法可应用于根据实验数据识别结合面的未知参数 ,及从宏观的角度研究结合面的特性。     

机械结构中螺栓结合面动力学建模准确性分析

机械结构中螺栓结合面动力学建模的准确性会直接影响其固有频率的准确性。通过计算模态分析与实验模态分析,以某床身螺栓结合面为例,对比分析了弹簧阻尼单元法与虚拟材料法等效螺栓结合面动力学模型,发现运用虚拟材料法等效螺栓结合面动力学模型准确性更高。     

机械结合面动态特性影响因素的研究

基于模态实验分析和有限元分析相结合的方法对固定结合面动态特性参数进行识别。对大量的实验数据进行分析,得出固定结合面在不同粗糙度、有无介质、不同材料及不同螺栓排布方式等不同因素影响下,动态特性参数的变化规律。为进一步的机械系统动力学仿真及其动态优化设计提供了参考依据。在总结实验结果的基础上,提出了结合面改进措施,为结合面的模态分析及优化设计提供了真实有效的数据。     

2R耦合驱动关节动力学建模与参数辨识

围绕护理机器人的人机安全接触和轻量大负载需求,提出了一种2R耦合驱动关节构型,并解决了耦合驱动动力学建模问题,为高性能运动控制器搭建提供基础。该关节设计紧凑、负载能力强,两个伺服电机经过三级减速后,通过差动结构实现两自由度耦合输出,且表面光滑适宜与人接触。通过运动学分析了耦合驱动的原理,利用拉格朗日法建立了耦合驱动动力学模型。为解决速度零点摩擦力不连续,造成基于模型的控制器运动性能变差的问题,引入了连续可微摩擦模型,利用连续可微特性采用灰色模型提高了辨识精度。研制了机器人关节样机,进行了关节解耦、摩擦数据采集、参数辨识及轨迹跟踪等试验,结果表明所设计的耦合驱动关节可以完成周转、俯仰两个转动自由度的单独及耦合运动,并且输出扭矩与重量的比值达到了143.6 N·m/kg,可以满足轻量大负载护理需求,同时基于所建立动力学模型的运动控制可以显著提高轨迹跟踪的准确性。     

基于装配定位优先级的并联结合面误差建模

分析了并联结合面在装配定位优先级意义下装配误差的形成机理与计算方法。针对常见的平面结合面与圆柱结合面,分析了误差形成和装配精度失效的原因,采用小位移旋量(SDT)法描述了误差变动。针对并联结合面间位姿变动的相互影响,定义了装配定位优先级的概念,并详细分析了并联结合面装配定位优先级的判定依据。根据装配定位优先级确定了并联的各结合面误差组成及计算方法。列举了常见的并联结合面形式,并以一组常见并联结合面的装配误差分析为例,验证了该方法的可行性,为装配体误差分析、零件精度设计、装配成功率计算等提供了借鉴。     

高密度聚乙烯塑料压力管道热板焊接头应力分布有限元分析

基于热粘弹性积分型本构关系,考虑材料性能依赖于温度变化及相变潜热的影响,利用AN SYS热-力耦合及载荷步功能模拟结晶型高密度聚乙烯(HDPE)塑料压力管道热板焊接过程,并对焊接接头的应力分布进行有限元分析,得到了环向、轴向以及径向瞬态应力分布的基本规律。采用盲孔法和锯切法测量焊后残余应力,实测结果与数值分析基本符合     

基于ANSYS的拱架式贴片机整机动力学建模与模态分析

贴片机工作速度快,效率高,其动态性能对芯片的贴装精度影响大。首先建立贴片机的三维有限元模型,然后利用AN SYS对拱架式贴片机PS1000的整机进行了动力学建模与模态分析。通过对低阶模态分析发现,低阶固有频率与整机的工作频率较为接近,容易产生共振,机架和横梁容易产生平移振动,影响贴装精度,故应该适当提高贴片机的工作频率或提高机架和横梁的刚性,以避免共振区域。最后,采用LMS振动测试仪对样机进行锤击法模态测量,进行了样机的实验模态分析,验证了ANSYS模态分析的可靠性。     

数控进给系统建模与动态特性分析

针对实验所搭建的800 mm行程平台进行建模与动态特性分析,找出影响机床的加工质量的主要因素并提出解决方法。利用Solidworks软件对800 mm行程平台进行三维实体建模。在ANSYS Workbench中对其简化模型进行了模态分析和谐响应分析。通过动态特性分析,验证模型简化的合理性,得到了系统的前六阶模态图和丝杠在X、Y、Z 3个方向上的幅频曲线图。频率值为101.83 Hz时,对于系统加工稳定性影响最大。实验验证,容易发生变形的部分主要是电机轴端和丝杠轴端,为选择材料提供了依据,并为以后该平台的耦合建模与仿真分析奠定了基础。     

带膨胀节的中压管壳式余热锅炉的设计

通过介绍一台6t／h、带膨胀节的中压管壳式余热锅炉的结构分析和设计计算过程，认为在目前国内尚没有专门的《管壳式余热锅炉》标准情况下，合理选用各受压元件所对应的锅炉、压力容器标准规范，是确保该类产品设计制造质量和保障人身安全的关键。     

基于CFD的土压平衡盾构刀盘开口分布特征研究

土压平衡(Earth pressure balance,EPB)盾构刀盘的开口率及开口分布特征的设计是刀盘地质适应性设计的关键技术之一,直接影响开挖渣土的流动性及盾构的掘进效率。针对不同掘进地质条件下盾构刀盘开口设计的复杂性问题,利用刀盘切削渣土被改良为"塑性流变状态"的特性,运用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)理论,建立包括渣土、刀盘、土舱和螺旋输送机在内的CFD模型,利用实际工程掘进数据验证CFD模型计算结果的正确性与方法的可行性,在此基础上,分析获得给定地质条件下相同开口率不同开口分布特征的刀盘前后渣土的压力分布规律,以及刀盘开口分布特征对盾构机刀盘开挖渣土流动性能的影响作用关系,并通过回归分析,得到刀盘开口分布特征与刀盘前后渣土压力之间的映射关系。研究为高效、稳定掘进的土压平衡盾构刀盘拓扑结构优化设计提供方法。     

机床导轨结合面动刚度参数修正优化

目前,有限元方法已经广泛应用于机床分析及优化设计之中,有限元模型的准确性会对静动态分析产生巨大的影响,模态试验测试方法可以用于检验并修正模型。以某数控雕铣机为分析对象,将模态试验与有限元计算相结合,基于模态试验的动态参数测试结果,利用ANSYS Workbench有限元分析软件进行多目标优化设计,修正导轨结合面刚度参数,使矫正后的有限元模型更为准确地描述机床的动态特性。     

线性液动压抛光加工的流体动压特性研究

基于流体动压润滑原理提出了线性液动压抛光加工方法。借助计算流体力学数值模拟,研究了抛光辊子结构和加工工艺参数对液动压力大小及分布均匀性的作用规律。结果表明：具有矩形微结构的抛光辊子可以在工件表面产生均匀的液动压力;更大直径的抛光辊子、更高的转速和更小的抛光间隙都可以获得更大的流体动压力,但同时也会使液动压力分布均匀性变差。搭建实验平台并进行抛光实验,线性液动压抛光加工后,K9玻璃表面粗糙度Ra值从45.41 nm降低到0.91 nm。     

基于联合库存管理的供应链动态模型研究

分析了联合库存供应链管理与一般库存供应链管理之间的差别;以系统动力学为工具,建立了基于联合库存管理策略的供应链动态仿真模型;对供应链过程中的关键影响参数进行了定量分析,研究了瓶颈环节和牛鞭效应对整个供应链的影响。