双锥面二次包络环面蜗杆传动多目标优化设计

针对环面蜗杆副优化设计不能兼顾传动性能与承载能力这2个性能指标的问题,建立了双锥面二次包络环面蜗杆通用的优化模型.该模型考虑双锥面二次包络环面蜗杆的双线接触传动性能,以传动效率和承载能力为优化目标,以避免在加工时产生根切和齿顶变尖为约束条件,利用仿生物进化法对设计参数进行多目标优化.结合自主研发的加工和检测设备进行了实验,结果显示,优化后的双锥面二次包络环面蜗杆副的接触线分布更广,传动效率更高,从而验证了该优化模型具有实际的效能.     

不同接触零点对纳米压痕测试影响的有限元解析

为了有效估计由于粗糙度因素造成纳米压痕测试结果的偏差,对纯铝的纳米压痕进行了有限元仿真研究。利用二维轮廓模型,采用模型轮廓最大高度Ry作为评定样品表面粗糙度的参数,并引入轮廓的波峰与波谷之间的水平距离D和波谷的中垂线与相邻凸面切线之间的夹角θ。仿真发现:相比光滑表面,在不同的接触零点,测试结果存在差异:接触零点为粗糙表面波峰时,最大载荷测试结果偏小;接触零点为粗糙表面波谷时,最大载荷测试结果偏大;压头压向波谷,压头棱边与凸起接触为接触零点时,测试结果引起的偏差相对较小。     

接触参数对啮合传动的影响

为提升啮合传动的传动准确性与平稳性,提出了一种改善啮合传动性能的策略,分析了接触参数对啮合传动的影响.首先,采用基于赫兹接触理论的冲击函数法,推导了接触力的计算公式;其次,以含有侧隙的齿轮传动为例进行仿真分析,研究了接触力对传动准确性及平稳性的影响;最后,通过仿真分析及多项式拟合技术,研究了接触参数对传动性能的影响,进...     

锥阀密封结构的静态接触分析

介绍了液压领域里常用锥阀密封结构的接触密封机理,通过研究接触问题的非线性有限元理论,运用大型有限元软件ANSYS对锥阀密封结构进行了静态接触分析．分析结果表明,在1～25MPa范围内的密封压力状态下,锥阀的接触应力在材料的许用应力范围以内．经实验验证,该锥阀结构的密封性能良好,分析所得阀芯应变量与实验实测数据基本一致,说明该有限元分析准确可靠,也为锥阀在接触密封领域中的设计及应用提出了一种新的可靠分析方法．     

考虑安装条件的角接触球轴承热结构仿真分析

以角接触球轴承25TAC62B为研究对象,采用Palmgren经验公式计算轴承的发热量,通过ANSYS软件对考虑安装条件下角接触球轴承的装配体有限元模型进行仿真分析,在对角接触球轴承进行瞬态热分析的基础上,分别研究轴承座、轴承外圈、轴承内圈及轴的温度场和热变形情况.仿真结果表明：轴承内圈外滚道与滚动体接触处的温度最高,而轴的内部温度最低;轴承座和轴承外圈产生显著的热变形,轴承内圈和轴的接触面因温升引起热变形使连接越来越紧.将考虑安装条件下角接触球轴承各元件温度分布的有限元仿真结果与采用热网络方法的计算结果进行对比,验证了模型的可靠性.该方法为精确计算轴承部件热结构耦合特性奠定基础,说明精密机械传动中考虑安装条件影响是必要的.     

层间接触状态和横向力大小对车辙贡献率的影响

车辙贡献率是反映沥青路面各结构层车辙病害程度的一个主要参数,可用于指导沥青路面的设计和施工.利用三维有限元计算软件建立三维有限元模型用于理论分析,将有限元计算结果与理论解进行对比,验证了该三维有限元模型的可靠性.采用实测的轮胎接地压力,考虑不同层间接触状态和横向力大小,结合有限元计算的数据,分析了沥青路面结构层的车辙贡献率.结果表明:在层间完全连续状态下,横向力大小的选取不能简单地选取最大垂直轮胎接地压力的一定比例,而是要根据所研究的具体情况具体分析.在对沥青路面车辙贡献率的研究中,可以忽略层间接触状态,即假定层间完全连续.     

ANSYS接触分析在钢板弹簧设计中的应用

传统的钢板弹簧计算方法在精确建立力学模型时有一定难度.为提高计算精度,利用ANSYS有限元分析技术,考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素,建立了某钢板弹簧的计算模型.在不考虑摩擦和考虑摩擦两种情况下计算其刚度、应力分布和接触情况,研究片间摩擦对钢板弹簧刚度和应力的影响.全面考虑片间摩擦有助于提高钢板弹簧计算模型的精度.     

解决三维有摩擦的弹性接触问题的一种方法——接触单元法

本文以增量理论为基础,建立了接触单元的概念,同时得到接触单元的增量有限元方程,最后建立了三维变边界有摩擦的弹性接触问题的增量有限元方程。文中给出几个数值示例,说明该方法的有效性。     

联合载荷下角接触球轴承静态接触特性分析

针对角接触球轴承结构进行静态接触特性分析,研究了联合载荷对结构接触特性的影响机制。依据赫兹接触理论,设定了求解接触应力与接触角的计算方法;利用ANSYS软件建立了角接触球轴承结构模型,并提出了加载方案及约束的设定方法;将仿真结果与赫兹理论结果进行对比,验证了本文建模方法、加载方式的正确性。最后,利用本文模型探讨了联合载荷下的接触应力、接触应变、接触角、接触椭圆的变化规律及影响,为复杂加载工况下轴承的设计及应用提供工程分析参考。     

板料成形过程有限元模拟中的接触处理

对板料成形过程进行有限元模拟时，为了取得可靠的计算结果，需要准确地描述模具与板料之间的动态接触状态．在全面分析成形中板料与模具接触边界动态变化的基础上，结合ABAQUS有限元分析软件给出了模型的几何描述、接触算法选择及应用VFRIC用户子程序进行接触摩擦模型的建立等具体方法．通过具体实例，证明了这些方法应用于板料成形过程的接触分析的可行性．     

ANSYS在求解带摩擦接触问题中的应用

以点-面接触为例，运用ANSYS对两长圆柱体的带摩擦接触问题进行分析，在分析中，对接触区域进行估算和局部网格细化，以保证计算结果的精度要求，同时减少系统的资源消耗。在计算中选取了3种不同的接触刚度分别进行分析，并将分析结果与赫兹理论解进行比较，证明ANSYS在求解接触问题时能得到精确的解。     

平面接触问题有限元计算

通过和实际结构相同的平面接触模型的光弹性试验与有限元计算应力分布的对比，验证了ＭＡＲＣ有限元计算程序在进行气门杆头部接触问题的应力分析时的可靠性；采用多级有限元计算法对具有分析解的典型接触问题接触区应力进行分析，证明经过多级网格逐级细化有限元计算可以精确分析接触面附近的应力分布，为应用有限元法分析接触问题提供了有效的途径     

用间隙单元法求解三维弹性接触问题

采用GAP单元法建立了三维弹性接触问题的求解模型,并对I-DEAS软件中缝单元进行二次开发用以求解接触问题．最后进行仿真计算,得到了轴流式转轮体、轴瓦与叶片枢轴组合体的接触应力及其分布,所得结果正确,为处理弹性接触问题提供了一种有效的方法．     

基于MSC．Marc的摩擦叠焊面接触问题数值模拟

选用刚性平冲头与弹性半空间的经典面接触模型为研究对象,通过解析解与MSC．Marc有限元数值模拟结果的比较,确定了偏斜网格以及3级有限元计算对已知接触区域面接触问题的可靠性。对于摩擦叠焊单元成形过程所涉及的基本弹性静力学面接触问题而言,接触面上的法向应力分布从中心向边缘以二次曲线的形式逐渐增大;金属棒直径、轴向外载荷对接触面上法向应力的分布情况影响较大,而径向间隙、不同材料组合对其的影响相对较小。     

考虑钢-砼接触特征的CFST管节点热点应力分析

为研究不同钢-砼界面接触特征下钢管混凝土桁架焊接管节点局部应力分布及热点应力集中系数,以钢管混凝土桁架Y型焊接管节点（主管与支管夹角θ=60°）为研究对象,利用ANSYS有限元软件,选择其Solid45、Mass21、Targe170和Conta173单元建立管节点有限元模型,引入非线性面-面接触关系模拟局部变形导致钢管与内填混凝土之间发生相互挤压或脱离,计算得到钢管与内填混凝土接触间隙、侵入深度、法向接触应力和切向摩擦应力等局部接触变形及应力状态。分析了3种摩擦系数下(0,0.35,0.60),主管及支管的热点应力集中系数（SCF）分布。研究结果表明：主管焊趾处热点应力SCF在冠跟处出现最小值,在鞍点和冠趾之间的中点出现最大值;与主管相比,支管SCF总体较小,冠跟处出现最小值,鞍点和冠趾之间出现最大值。支管轴向拉力作用下Y型管节点焊缝附近钢、砼相互脱开,冠点附近比鞍点附近脱空区域大,鞍点脱空区域外围是钢管和混凝土接触挤压最剧烈区域,接触法向压力最大,混凝土对钢管支撑作用最明显。摩擦系数对管节点热点应力集中系数分布趋势影响很小,对SCF最大值有一定影响。     

基于有限元数值模拟的板料成型接触分析

根据板料成型过程中模具的运动特点和它与板料的相互关系，建立了接触问题的虚功方程和接触单元技术，并对板料成型数值模拟中的接触点模型、接触边界模型、接触力计算模型和摩擦模型等问题进行了详细分析．最后用一个实例进行了验证。     

薄壁角接触球轴承轴向刚度分析及其实验

针对薄壁角接触球轴承刚度分析中的多体接触协调变形的情况,以71718轴承为例进行了薄壁角接触球轴承的轴向刚度特性研究．根据单元大小对分析结果的影响确定合理的单元尺寸;利用所确定的单元尺寸建立71718轴承的三维有限元模型,并对其轴向刚度进行分析;搭建轴承轴向刚度测试平台,并利用该平台对71718的轴向刚度进行测试．实验结果与分析结果的对比可知,利用Hertz解析解计算时误差较大,利用有限元法得到的解与实际测试结果误差在10％以内．     

过盈配合对磁悬浮转子动力学特性的影响

针对传统磁悬浮转子动力学模型简单、模态分析误差较大的问题,提出考虑转子间接触效应的建模方法。采用接触有限元法建立磁悬浮转子过盈配合的有限元模型,通过理论计算和静力仿真分析相结合的方式,优化接触刚度因子(normal stiffness factor, FKN)和修正摩擦系数,得到过盈量与摩擦系数间的对应关系,为同类转子的模态精确分析提供参考。针对磁悬浮转子是否考虑接触效应进行对比分析,结果表明考虑接触效应能够有效提高模型的精度,求解更准确。     

Transient thermo-mechanical coupling simulation of wet brake friction disk on tracked vehicle

The transient finite element technique is applied,and a transient heat conduction model of wet brake friction disk is established.For obtaining the accurate heat-flow density mathematic model and avoiding possibly instable thermoelastic stress produced by the non-uniform contact pressure of friction pair,a test method is applied to collect accurate contact pressure between the dual sheet steel and friction disk in the combining process.And then the heat-flow density and transient thermo-mechanical coupling simulation are analyzed.At the same time all possible boundary conditions are considered,such as the heat generation,heat conduction problem,relation between friction and contact,variation in load and heat change problem etc.The simulation results show that the mechanical model of thermo-mechanical coupling can express well the dynamic characteristics of friction disk,and gives perfect reference for more study on thermoelastic distortion of brake friction pairs.     

基于遗传算法的机器人接触摩擦补偿

目的 提出一种在线学习算法来学习机器人操作臂摩擦模型的摩擦系数，通过摩擦补偿控制输入，根据所得摩擦系数获得摩擦力，消除未知摩擦的影响．方法 建立机器人接触摩擦力模型，采用基于自然选择原则的遗传算法进行学习训练、优化，找出优化后的摩擦系数，以优化摩擦力模型，更好地消除未知摩擦．结果 采用遗传算法，快速地获得了摩擦系数值，优化了摩擦力模型，对约束机器人接触摩擦进行了补偿．结论 遗传算法的引入可以优化摩擦力模型，实现约束机器人接触摩擦的在线补偿，仿真结果证明，该方法在接触摩擦补偿上具有有效性，可以在线进行约束机器人接触摩擦补偿。