循环对称结构静态与动态分析方法

循环对称结构静态与动态分析方法赵宁，刘更，刘恩泽（西北工业大学）１引言航空航天、石油化工、电力核能等许多领域中，有许多结构是由一个基本“扇形”段沿周向重复Ｎ次组成，这类结构统称为旋转周期结构（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌｌｙｐｅｒｉｏｄｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ...     

机械功能对称的概念体系及其应用

功能对称在机械中普遍存在,并对实现设计需求起着重要作用。系统研究机械功能对称的概念,提出由功能对称、性能对称和约束对称组成的广义功能对称体系,并定义由对称主体、对称组元和对称基准组成的功能对称要素。根据对称基准的不同将功能对称分成效用对称和时空对称两大类,再根据对称主体、组元、变换操作等的不同做进一步分类,从而建立起功能对称体系的树状层次结构。最后,分析各种功能对称之间的相互关系,在分析大量机械实例的基础上初步总结了功能对称在机械设计中的若干应用知识。     

机械结构组合对称概念体系及应用分析

在社会生产中,机械设备的应用非常广泛,而机械结构组合对称性直接影响机械设备的整体性能。为了将结构组合对称性思想应用到机械设计中,从主体、对称基准角度分析了对称机械体系结构,并提出构建单层与多层、串联与并联关系的机械结构组成概念体系。     

平衡条件在机械结构静态有限元分析中的应用

简要介绍了有限元分析及建立刚度矩阵的直接法,指出平衡条件是构成刚度矩阵和矩阵方程的基本条件,并通过实例说明在结构静态分析中应用平衡条件可以验证结论的精确性、求解未知载荷及消除无约束的结构静态分析中的奇异矩阵。     

按使用功能标注机件对称结构尺寸

本文提出了按机件使用功能来判断是否采用对称标注法。并举例分析说明。     

机械产品绿色设计结构体系研究

介绍了绿色设计的概念,探讨了绿色产品设计的结构体系。结构体系主要包括:材料选择,结构设计,装配和拆卸设计,回收设计,零部件分析,产品数据库的建立等。建立合适的产品绿色设计结构体系,是开展绿色机械产品设计工作的基础。     

机械密封环端面力变形的静态测量方法研究

对机械密封环端面变形的理论计算及其实际测量方法进行了探讨,介绍了一种采用动座标系端面引伸片测定机械密封环端面力变形的静态方法。     

基于COSMOSWorks的托架静态分析及结构优化

基于COSMOSWorks有限元分析软件的特点及强大功能,对某产品结构中大量使用的承载托架进行静态分析和结构优化,从而为产品结构优化提供可靠依据.     

关于标准体系的几个概念和方法

标准体系的基本概念主要体现在GB／1．13016—1991《标准体系表编制原则和要求》中的112“标准体系”的定义：“一定范围内的标准按其内在联系形成的科学的有机整体。”其中的关键概念是“内在联系”和“有机整体”。以下仅对内在联系加以说明。     

机械产品实例库研究及应用

为了解决现有实例模型的管理问题,提出了实例库管理系统模型并进行了分析研究,以支持产品设计本身及产品设计过程的问题。针对产品开发与实例模型重用的有关问题,提出了便于实例匹配、信息化和标准化的实例库结构。为了解决适宜于产品并行设计与实例库扩展的关系问题,建立了实例库内部的关联关系,即采用一对多的对应关系解决设计中通用独立部件与相关部件的关系问题。通过实例库与产品设计关系的建立,解决适合于变型设计要求的实例管理和组织问题。以某风机为例简要说明了实例库设计的应用过程。     

大型龙门起重机结构的虚拟仿真及静态分析

利用有限元软件对大型起重机结构进行虚拟仿真,介绍了实际起重机整机模型的建立,利用该模型进行了静态工况下起重机结构强度和刚度的分析和计算,为结构的优化设计和维护监测提供依据.     

多对称机械系统的功能设计研究*

多对称在机械系统中普遍存在,而且对系统满足设计需求起着重要的作用。系统分析国际、国内机械设计学发展的思路,阐明机械概念设计与详细设计,功能设计与原理设计,需求对称性、功能对称性、原理对称性与结构对称性的内涵,认为功能结构是功能设计的结果,功能结构体现了系统解的原理和结构布局。提出多对称机械系统的分类体系。通过对一千多个机械实例的分析,探索各种多对称在功能结构中的存在方式和在机械中的效用,发现多对称机械系统的功能结构主要由功能并联分解和组合,功能串联分解和组合,功能交叉串并联,功能并联复合,功能循环,功能选择和决策等基本模式组成。进而获取机械系统功能-载体配置原理与多对称类型之间的关联性知识和应用多对称性进行系统功能设计的规律性知识。最后利用上述知识发明一个具有多对称特征的海浪发电装置,并给出其功能结构。     

基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计,在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术,提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型;分析了根据产品的总体技术目标特征,进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品,将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合,建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上,建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法,进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合,以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程,实现了货叉机构的概念模块的设计。     

复刚度循环对称结构复振型特性研究

定义了循环对称粘弹结构，根据复模态理论和结构的循环对称性，将循环对称粘弹结构的复振型分为循环对称复振型、循环反对称复振型以及简并复振型，与算例完全吻合。为循环对称粘弹结构动特性的扇形子结构分析奠定了坚实的基础。     

基于概念依存图理论研究机械产品设计任务书的功能抽象表达

提出了用节点表达概念 ,弧描述概念之间关系的概念依存图理论来表达产品任务书中的要求 ,开发了四个准则。借此方法对用自然语言表达的产品任务书中定性与定量元素进行识别 ,查找遗失的信息 ,组合单个元素进入全局的概念依存图中 ,最终为计算机实现机械产品功能的抽象表达提供一条可行的方法 ,并以布料系统为例阐述了本方法的实施过程     

线结构光传感器的静态性能测试研究

针对线结构光传感器各项静态性能参数对其测量精度影响的问题,设计了一套线结构光传感器静态性能测试方案。在高精度移动平台上使用二级量块、纳米定位台和激光干涉仪,对传感器的重要静态性能参数,如稳定性、重复性和线性度进行了分析,量化了各项静态性能参数对传感器测量精度的影响;以二级量块的工作面作为传感器测试试验的测量表面,结合高精度移动平台实现了传感器全测量区域的测试;使用激光干涉仪对移动平台的定位误差进行了补偿,提高了测量结果的可信度。研究结果表明:传感器需1 h的时间进行稳定来保证测量精度,其测量区域的中部重复性最佳,该区域重复性均值为0.418μm;传感器线性度对其测量精度影响最大,由传感器非线性引起的误差最大为11.2μm。     

新型旋转比例电-机械转换器静态特性研究

针对传统旋转电-机械转换器静态特性线性度不高、工作范围小的问题,设计了一种新型旋转比例电-机械转换器,采用磁路解析、Maxwell 3D静磁场有限元分析和实验测试等方法研究了旋转比例电-机械转换器的静态特性,并加工了样机,进行了相关实验研究。实验结果表明,电-机械转换器工作范围为-5～5°,最大输出力矩约为±252 m N·m,具有正的磁弹簧刚度,实验与仿真的差值集中在9. 6 m N·m以内,相对误差基本小于6%;电-机械转换器具有良好的重复精度,转角-力矩特性曲线非线性误差小于1. 5%,滞环小于3. 5%,电流-力矩特性曲线具有很好的线性度及较小的滞环,测试结果与仿真结果基本一致。     

绿色机械产品评价体系研究

按照绿色产品的基本属性,提出了建立绿色机械产品综合评价指标体系应遵循的主要原则,在此基础上,建立了绿色机械产品的评价体系,用层次分析法,计算了评价体系的指标权重。     

双立柱巷道堆垛机的动静态性能分析及结构改进

双立柱巷道式堆垛机是自动化立体仓库的重要组成部分,堆垛机运行效率的指标要求在不断提高。将堆垛机的运行加速度大幅提高,能有效提升堆垛机的运行效率,制约堆垛机运行效率的最主要因素是运行过程中机械结构的稳定性。本文运用ANSYS Workbench有限元分析软件对双立柱巷道式堆垛机进行仿真分析,得到堆垛机所受应力和结构变形情况,并通过预应力模态分析得到堆垛机的前6阶固有频率和振型,识别了堆垛机结构的薄软环节。在动静态分析的基础上,以堆垛机自重为衡量标准,对堆垛机提出三种结构改进方案,并通过对比分析,得到综合改进方案。满足了堆垛机强度、刚度及振动要求,提高了堆垛机运行过程的平稳性。