直升机旋翼系统弹性轴承刚度特性试验方法研究

直升机旋翼系统是直升机的核心部件,弹性轴承将桨叶与桨毂相连,提供桨叶的挥舞、摆振和变距自由度,刚度特性是其主要的力学性能.通过采用松紧螺套驱动半圆形夹具转动来测试弹性轴承压缩、扭转和弯曲刚度特性,结果表明该试验方法新颖独特,具有一定的通用性,能准确判定弹性轴承是否合格,可为不同机型的弹性轴承提供装机前试验的方法.     

含弹性环的机器人关节变刚度驱动器设计分析

针对机器人与人共享工作环境所带来的人机交互安全问题及工作能耗大、效率低等问题,提出了一种含有弹性环的机器人关节变刚度驱动器;运用解析法分析了弹性环的刚度特性,得到其理论最大偏转角为1.5°;通过碰撞和抛球实验验证了所设计的关节驱动器的实际缓冲和储能效果;结果表明:所设计的含有弹性环的机器人关节变刚度驱动器具有良好的吸收冲击的能力,最大偏转角约为1.7°,可有效保护碰撞发生时的人机安全。同时,储能效果明显,可提高能量使用效率。     

网孔式弹性垫板动静刚度特性研究

弹性垫板在减缓列车与其走行基础相互动力作用方面具有重要作用,静刚度和动静刚度比是决定弹性垫板减缓性能的关键参数。针对一种新型蜂窝网孔式弹性垫板结构,建立三维有限元计算模型,并选用超弹性与黏弹性本构模型叠加的方式来模拟橡胶材料的力学特性,在弹性垫板材料参数不变的条件下,研究了网孔壁厚与孔径等关键参数的改变对网孔式弹性垫板动静刚度特性的影响,并与传统沟槽型弹性垫板进行对比。研究结果表明:在网孔孔径不变的条件下,随着网孔壁厚的增大,弹性垫板的静刚度增大,动静刚度比减小;在网孔壁厚不变的条件下,随着网孔孔径的增大,弹性垫板的静刚度减小,动静刚度比增大;与静刚度相近的传统沟槽型弹性垫板相比,网孔式弹性垫板具有动静刚度比较低、最大应力值较小以及应力分布更加均匀的特点。因此,合理地调整网孔壁厚与孔径的大小可以使网孔式弹性垫板适用于刚度要求不同的轨道结构,并且将网孔结构应用于轨下弹性垫板可以增强垫板的传力特性,延长垫板的使用寿命。     

膜片组件的仿真与试验

为防止涡轮泵渗漏的油液流入燃气发生器燃烧室内而影响点火可靠性,设计了一种膜片组件,用于涡轮泵与燃气发生器之间的结构密封。膜片组件采用有机玻璃膜片,通过胶粘剂粘接在不锈钢结构件上。对膜片组件进行仿真分析和试验研究,确认膜片组件各项性能指标均满足密封要求。     

某型航空发动机的弹性环设计

针对某航空发动机弹性环的设计、加工、试验进行了详细的分析,通过解析法和有限元法对弹性环的刚度设计进行了说明,同时对弹性环的刚度进行了试验验证,为弹性环的结构设计提供了参考。     

带弹性环保护轴承的动力学特性

提出在传统保护轴承外圈加弹性环来提高其在主动磁悬浮轴承(Active magnetic bearing,AMB)系统中的工作性能。为完善转子跌落仿真模型,得到AMB失效前转子准确的运动状态,理论推导得到AMB的支撑动刚度曲线,进而基于有限元分析方法得到转子在其支撑下的模态,并与试验结果进行对比,验证所得刚度曲线的正确性。在刚性转子理论基础上,建立转子在AMB系统中的动力学模型。基于Hertz接触理论,分别建立AMB失效后转子与保护轴承内圈之间的碰撞模型和保护轴承的实时动刚度模型。根据所建立的模型,对不同弹性环支撑刚度阻尼在不同初始转速下跌落后的动力学响应进行仿真计算,并与无弹性环状态下跌落结果进行对比。仿真分析结果表明,选用合适的弹性环有利于降低转子跌落后的振动幅值和碰撞力。分别在不同初始状态下进行跌落试验研究,试验结果与理论分析结果基本相符。     

无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度试验研究

设计了无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度的试验方案,对无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度进行了试验研究,将静态径向刚度的试验值和计算值进行比较,分析了径向载荷和填充度对静态径向刚度的影响。试验结果验证了无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承的静态径向刚度的计算模型具有较高的可靠性,同时得出了填充度和径向载荷对无预负荷弹性复合圆柱滚子轴承静态径向刚度的影响规律。     

滚环中弹性环设计技术研究

滚环是实现相对旋转机构间的电讯号和功率传输的高可靠性的重要装置.弹性环是滚环的重要组成部分,设计中需确定合适的工作压力及结构参数,确保工作过程中与导电环的可靠电接触并具有足够的抗结构疲劳性.文章针对这一设计要求,开展了弹性环的主要设计技术研究并进行了样机试验.首先介绍了弹性环的工作原理,并对弹性环设计中的主要设计、分析...     

压电弯曲效应弹性环晶片夹持结构设计

为验证石英晶片弯曲效应,设计了弹性环晶片夹持结构.根据弹性力学和压电学推导石英晶片弯曲应力和极化强度计算公式,接着对设计的弹性环晶片夹持结构进行受力分析,为了减少结构变形对传感器使用影响,根据弹性力学能量原理推导出在载荷作用下该弹性环结构静刚度计算公式,并采用有限元方法进行强度和刚度校核.理论计算、有限元分析和实测均表...     

悬架组件旋转刚度特性分析

由于悬架组件具有复杂的非线性弹性力学行为,往往需进行1个或者多个试验,以了解其弹性力学行为。随着计算机计算能力的提高,利用数值分析解决工程问题的能力大大提升。本文利用有限元分析软件ANSYS建立了悬架组件的有限元模型,应用APDL语言控制不同载荷步中对模型的加载、求解以及后处理,提取有限元模型中关键节点的坐标和位移,分析计算了不同转矩下转角的大小,最终获得旋转刚度曲线图。     

渐开线直齿圆柱齿轮的刚度精密分析方法及其影响因素探讨

在齿轮传动中,轮齿的弹性变形引起的刚度激励和啮合冲击是齿轮啮合的主要动态激励之一,所以确定轮齿的弹性变形一直是齿轮动力学的重要任务。但是轮齿的弹性变形及其啮合过程变化较复杂,精确计算困难。我们用有限元法对不同齿数、载荷、加载位置及圆角半径的齿轮受载后的弹性变形进行了大量的计算,且将有限元模型多次细化网格作收敛验证,验证结果收敛。将计算数据与实测值进行对比,证明了有限元的准确性和精确性。在详尽分析计算结果的基础上,找出了影响直齿外齿轮变形挠度的6个主要参数,并且将这些参数与变形的关系拟合曲线,找到了相关的规律。     

无人水下航行器陆地模拟试验系统

为弥补海洋模拟试验数据采集困难、数据量大、环境复杂等不足,设计了无人水下航行器陆地模拟试验系统。这一试验系统由池体、水深模拟模块、障碍物模拟模块和检测系统组成。池体、水深模拟模块和障碍物模拟模块用于模拟试验对象的运行环境,通过可升降假底模拟水深变化,通过池底滑块和滑道模拟障碍物。检测系统包括测量单元、数据采集和处理单元、数据传输单元、控制单元和数据输出单元。这一试验系统通过测定俯仰角、偏航角及横滚角等参数,为无人水下航行器的设计和改进提供技术参考。     

空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析

为深入研究车辆空气悬架的性能,在悬架系统动力学模型的建立和仿真计算过程中,需要考虑空气弹簧的刚度随弹簧载荷和工作高度改变而变化的特点。根据空气弹簧的动态特性试验数据构成一簇有规律曲线的特点,分别以弹簧工作高度和初始载荷为自变量进行两次曲线拟合,用非线性曲线拟合方法代替气体状态方程,得到空气悬架使用条件下空气弹簧的刚度工作曲线方程。在悬架半车离散状态空间模型仿真的每个计算步长开始时,随悬架动挠度的实时状态来确定模型中空气弹簧的刚度计算数值,从而达到对空气悬架进行变刚度仿真分析的目的。采用此方法计算的某客车空气弹簧气压瞬态响应与滚下法悬架固有频率试验时测到的空气弹簧气压曲线更接近,提出的空气弹簧变刚度特性拟合处理和悬架模型变刚度仿真方法有效。     

曝气器的试验、仿真分析与优化

针对某曝气器在使用中曝气盘底部螺纹管发生脆性断裂的问题,对该曝气器进行了材料试验和拉伸试验。建立曝气器的三维有限元模型,应用ANSYS Workbench软件对曝气器进行强度分析,确认曝气器的薄弱点,并进行优化设计。通过加固曝气盘底部螺纹管壁厚和改变曝气盘底部螺纹管结构,获得了性能更好的曝气器。     

基于模态实验的螺栓结合部动刚度识别方法

采用LMS Test.Lab对螺栓结合部进行模态实验分析,获得了系统的六阶固有频率和振型,为有限元仿真中模态分析做参照。利用ANSYS Workbench对有限元模型中弹簧的参数进行设置并进行模态分析,计算出六阶振型和固有频率。对比仿真计算的结果和实验测得的结果,识别出螺栓结合部的动刚度。通过对比螺栓预紧力矩为55N·m时识别结果和实验测试的结果(误差在10%以内),证明了该方法的正确性。本识别方法精度高,识别过程简单,为机械结构中螺栓结合部动刚度的求解提供了一种思路。     

利用滑轮组的关节刚度工况快换测试设备研制

空间大型机械臂的关节刚度是关节测试的重要指标,直接影响机械臂的使用性能.对于体积、重量大的关节,希望在不同测试工况中减少关节的拆卸和搬运.研制了 一套可以快速切换测试工况的关节刚度测试设备,用于测定机械臂关节的弯曲刚度.通过滑轮组的设计,可以把不同测试工况下的加载力固定在一个位置,仅需改变钢丝绳路径即可更换测试方向.设...     

快走丝电火花线切割机床动刚度研究

国产快走丝电火花线切割机床加工精度一般均不高.通过对机床结构的分析和激振试验,找出影响该类机床加工精度的主要原因--结构不合理、动刚度差,并提出改进办法.     

弹性支承下弧齿锥齿轮实验台设计及其动态特性分析

现代航空发动机大多采用弹性支承,为了掌握弹性支承对弧齿锥齿轮传动的动态特性影响规律,需要开展弹性支承下弧齿锥齿轮的实验研究.设计并搭建了弧齿锥齿轮实验台,采用挠性套筒与刚性套筒相结合实现弹性支承刚度的连续变化,避免了拆卸转子造成的锥齿轮副安装位置的变化.建立了弹性支承下弧齿锥齿轮实验台的振动方程,并对齿轮副啮合刚度进行了数值计算,获得了啮合刚度的回归公式.针对不同外激励频率和支承刚度,计算了齿轮轴心振动位移和振动速度,得出在ω=2 300 Hz时主动齿轮振动最大的结论,为进一步的实验研究奠定了基础.     

全方位装配机器人的刚度误差分析

为了提高工作效率并节约劳动力,设计了一种可执行装配任务的全方位装配机器人,此机器人能在实际工程中执行一些简单的装配任务.为提高机器人在执行装配作业任务时的装配精度,对其刚度误差进行分析.根据机器人的结构特点并结合旋量理论对并联机构各支链进行建模,推导出机器人的刚度模型.通过仿真分析得出了支链长度以及载荷对系统刚度的理论...