伺服系统中滚珠丝杠的温度场模型

分析了伺服系统中丝杠螺母的热特性规律,并对丝杠温度场进行了简化建模,以快速准确地预测丝杠温度分布及变化.简化模型能较好地预测丝杠温升过程,但稳态误差较大;通过引进时间修正系数修正了该简化模型,修正后的模型能较好地预测丝杠的稳态温度,但对温度上升过程的预测误差较大;鉴于两个模型的特点,基于分段建模的思想,建立了丝杠温度场...     

便携式自行车车架建模与有限元分析

利用Pro/E软件建立自行车车架三维实体模型,并对建立的模型进行合适有效的简化,然后将简化后的模型导入ANSYS中并建立车架有限元模型.通过对车架施加载荷与约束,得到其应力应变分布规律,对车架的优化设计有一定的实用价值.     

纵置板簧式悬架运动学研究与仿真分析

运用ADAMS／Car模块。根据实体三维模型,建立纵置板簧式后悬架的仿真模型。通过简化钢板弹簧对模型进行简化,而后对简化后的后悬架模型进行多刚体运动学的双侧车轮平行跳动仿真,得到车轮外倾角、车轮前束及车轮侧向滑移量变化的仿真结果。通过对仿真结果的分析,及结构参数进一步进行优化,再次进行仿真后,使仿真结果满足实际要求。此外,还总结了目前对钢板弹簧简化的方法,同时讨论了悬架参数对车桥侧倾刚度的影响。     

螺栓联结结构冲击破坏模型简化研究

为了减少系统有限元模型中单元数量,提高分析效率,首先应用显式瞬态分析软件LS-DYNA 对精确螺栓联结有限元模型进行冲击破坏分析.并基于上述计算结果,使用各向异性材料模型建立基于塑性应变破坏的螺栓联结简化模型.在同样边界条件下,对螺栓连接精确模型与简化模型的应力和应变进行对比计算,并针对两者差异对简化模型材料参数进行改...     

基于ADAMS的车身碰撞简化模型研究

基于多体动力学理论和MSC ADAMS软件平台,综合利用多刚体离散法及弹性元件替换法等建模方法,建立了适用于碰撞工况的整车多体简化模型.将其与对应的有限元精细模型分别进行50km/h速度下的正面碰撞仿真实验,两种模型B柱加速度及整车动能变化曲线一致,验证了多体简化模型建模方法的准确性和有效性.文中多体简化模型建模方法精度高、计算效率高及稳健性好,适用于碰撞工况的仿真分析,并具有能够快速分析和修改设计的特点,非常适用于整车早期开发设计阶段.     

基于ABAQUS的某型舰炮托架强度校核

某型舰炮炮架采用了新型材料,为保证射击安全,需要对该托架进行强度校核.首先基于托架三维CAD模型,根据设计及实际情况,对模型进行了几何简化处理;然后,采用ABAQUS软件建立了托架的有限元模型;最后,通过加载惯性力模拟舰炮在海洋中的摆动情况,进行了有限元强度分析,得到了托架在关键部位的应力变化曲线,对其进行了强度校核.     

集总参数法在发动机热平衡中的应用

介绍了发动机集总参数网络模型的基本思想,并对发动机实体模型简化,建立了发动机整机热平衡的物理简化模型.     

机器人仿生膝关节的计算力矩加比例微分反馈控制

磁流变阻尼器控制的四连杆关节瞬时转动中心是变化的,仿生特性好,但机构模型复杂,模拟人腿关节运动时变轨迹跟踪较为困难.基于此,提出行走机器人四连杆仿生膝关节机构,建立虚拟样机、机构动力学简化模型和磁流变阻尼器Bingham模型.基于瞬时转动中心和简化的关节几何中心,引入大小腿长度变化以减少模型误差.设计计算力矩加比例微分反馈控制算法来控制关节摆动.采用Lyapunov方法,分析在模型存在误差情况下,控制算法的收敛性和跟踪误差大小.在虚拟样机上对阻尼力和关节摆动运动进行仿真,在样机上对控制算法进行验证.试验结果表明,引入瞬时中心和几何中心,可降低模型误差,控制算法轨迹跟踪精度能满足行走机器人行走要求.     

薄板点焊瞬态温度场的有限元分析

本文基于ANSYS有限元分析系统,建立了用于点焊瞬态热过程分析的电热耦合有限元模型,考虑了随温度变化的材料特性参数、相变以及对流边界条件等,对点焊过程中的接触问题进行了适当简化.通过对低碳钢薄板点焊过程的分析,得到了点焊接头的温度场及各部位的热历程.     

应用过渡特征简化的工序几何建模方法

为了快速建立工序几何模型,提出一种将过渡特征简化和加工特征边界提取相结合的工序几何模型建立方法.首先对加工特征中的过渡特征进行简化,获得加工特征边界;然后选择加工特征边界,利用旋转、扫掠或拉伸方法建立加工体积特征;用前一道工序的几何模型与该加工体积特征做布尔差运算,求得本工序的工序几何模型.在简化过渡特征时区分边过渡和点过渡,并综合考虑支持面丢失等情况.以典型轴类零件的车削加工工序几何建模为例,分析了选择不同加工特征边界建立的工序几何模型的尺寸变化规律,验证了该方法的有效性.     

轴对称拉深成形法兰区起皱失稳变形能及临界压边力

在平面应变假设条件下,对轴对称拉深成形法兰区的起皱失稳问题进行了理论分析。首先采用数学方法,将以积分形式表示的应力解析式进行了简化。在此基础上,进一步简化了起皱过程中变形能的计算式。给出的算例表明,对起皱过程中的变形能分别以简化后的计算式和以原积分式进行计算,其结果误差很小,相对误差小于0.8%。该起皱失稳临界压边力的计算和分析简化方法有助于给出简明和符合实际的起皱判据。     

大型结构的螺栓连接有限元简化方法与验证

优化了一种考虑大型结构的螺栓连接有限元模型的简化方法。简化方法仅需要对有限元模型施加均匀压力,而不需要对所有螺栓完全建模。该简化方法不仅提高了螺栓连接模型有限元计算时的收敛性,而且节约了计算成本。详细分析了该简化方法的假设。为了验证简化方法的准确性和可靠性,对螺栓连接结构的建立了简化模型,计算三种不同载荷作用下模型的多个关键特征量与接触应力云图,并与传统建模的结果对比,得出使用方法的简化模型的适用条件。     

带齿薄壁短圆筒振动试验模型的相似设计方法

针对带齿薄壁短圆筒振动分析的试验模型简化问题,基于相似理论提出一种动力学相似模型的设计方法。以带3个锥形齿的薄壁短圆筒为典型研究对象,应用Donnell非线性应变-位移理论建立数学模型,得到带锥形齿薄壁短圆筒的频率方程,并使用量纲分析法建立带锥形齿薄壁短圆筒原型与完全几何相似模型的动力学相似关系,在此基础上,重点研究简化为不完全几何相似的相似模型设计方法,并推导了理论计算公式。为简化说明,以将薄壁短圆筒上3个锥形齿简化为T形齿为例,分别给出将其中1个锥形齿简化为T形齿、2个相邻较近的锥形齿简化为1个T形齿和3个锥形齿简化为2个T形齿等三种不同情况的设计方法,并采用有限元法对简化前后的原型和模型的固有特性进行对比,验证了所提出相似设计方法的有效性和正确性。     

Theoretical research and experimental validation of elastic dynamic load spectra on bogie frame of high-speed train

When a train runs at high speeds, the external exciting frequencies approach the natural frequencies of bogie critical components, thereby inducing strong elastic vibrations. The present international reliability test evaluation standard and design criteria of bogie frames are all based on the quasi-static deformation hypothesis. Structural fatigue damage generated by structural elastic vibrations has not yet been included. In this paper, theoretical research and experimental validation are done on elastic dynamic load spectra on bogie frame of high-speed train. The construction of the load series that correspond to elastic dynamic deformation modes is studied. The simplified form of the load series is obtained. A theory of simplified dynamic load–time histories is then deduced. Measured data from the Beijing–Shanghai Dedicated Passenger Line are introduced to derive the simplified dynamic load–time histories. The simplified dynamic discrete load spectra of bogie frame are established. Based on the damage consistency criterion and a genetic algorithm, damage consistency calibration of the simplified dynamic load spectra is finally performed. The computed result proves that the simplified load series is reasonable. The calibrated damage that corresponds to the elastic dynamic discrete load spectra can cover the actual damage at the operating conditions. The calibrated damage satisfies the safety requirement of damage consistency criterion for bogie frame. This research is helpful for investigating the standardized load spectra of bogie frame of high-speed train.     

The three-dimensional Reynolds equation for micro-polar-fluid-lubricated bearings

The three-dimensional Reynolds equation for micropolar fluids is derived. The balance equations for micropolar fluids are simplified by using traditional lubrication assumptions and order-of-magnitude analysis. The simplified equations are solved to yield expressions for the velocity distribution and the microrotation velocities.A generalized Reynolds equation is subsequently derived in the conventional manner.     

旋转机械不对中量定量化检测方法

在分析利用电涡流传感器检测不对中原理的基础上,提出了两种不对中定量化检测新方法。傅里叶级数法通过对幅值和相位的计算,得到平行不对中量和角度不对中量。两点测量法可仅利用在两个角度上的测量结果实现转轴间不对中量的快速检测。介绍了两种不对中定量化检测方法的原理和算法。通过对仿真数据和实验测试数据的分析,验证了提出的两种检测方法的性能和效果。实验分析结果表明,该检测方法可以实现旋转机械转轴不对中故障的定量化检测,在不对中量的快速检测中具有实际意义。     

基于ATML的通用仪器描述及其应用研究

研究了XML语言和ATML规范,分析了IVI基金会发布的通用仪器描述Schema模型;并在此基础上根据自动测试系统对仪器信息的具体需求,对仪器描述Schema模型进行简化,给出简洁模型;最后以万用表为实例进行应用与验证。     

卫星相机快门装置的模态分析及刚度优化

为了研究卫星相机快门装置动态结构刚度,利用ANSYS Workbench对快门装置进行了有限元模态分析,得出该装置的固有频率和模态.在有限元建模中采用以弹簧单元代替滚珠的滚动轴承部件的简化建模方法,通过对简化样机进行模态试验,验证了简化建模方法的准确性.根据模态分析结果,以快慢盘的6个尺寸参数为设计变量,以其基频为目标函数,进行了快门装置的刚度优化设计,提高了装置的基频,使装置结构达到了设计性能指标.     

A genuine face milling cutter geometric model for spiral bevel and hypoid gears

Accurate tooth surface and good surface quality are critical to achieve the low-noise bevel gear drives. Face milling, traditionally works as tooth roughing process, can now possibly be used for finishing process because its high speed can produce good tooth surface quality. But with the previous simplified cutter geometric model in tooth modeling, the high accurate tooth surface cannot be obtained. In this paper, a genuine face milling cutter geometric model for spiral bevel and hypoid gears is proposed. This model exactly matches with the cutter geometry in the industrial application when not considering the fabrication tolerances and tool wear . In the modeling, the blades of the genuine cutter are parameterized with blade angle, rake angles, and relief angles. The side and circular cutting edges of blades are represented on the blade rake plane, rather than the normal plane as the simplified cutter geometry. The mathematic model of the genuine tool profiles on the normal plane is derived. It can be conveniently used by the existing tooth modeling program and easily customized by specifying the geometric parameters. In comparison with the genuine tool profile with the simplified tool profile, the big geometric errors of the simplified blade profile are founded, which proves that the genuine cutter geometric model is correct and essential.     

基于简化模型的头车转向架气动噪声特性研究

由于高速列车气动噪声形成的机理和分析较为复杂,目前的检测系统还不能从列车高速运行状态下噪声测试中做出清楚的分辨,通过计算流体力学方法研究高速列车头车转向架气动噪声特性。建立经过简化的转向架、头车未安装转向架的简化车身和头车安装简化转向架的车身三种计算模型,分析列车运行200 km/h,300 km/h速度下简化转向架周围流场与气动声场特性,进一步分析此速度下简化转向架对头车车外气动噪声的影响。分析结果显示转向架周围有周期性的漩涡生成、脱落现象,气动噪声在其周围的辐射规律呈现偶极子分布。转向架车轴和构架横梁的上、下表面为偶极子声源集中的部位。前轮对在垂直与气流方向的竖直平面上和平行于气流方向的竖直平面上引起的噪声比后轮对大,在平行于气流的水平平面上比后轮对小。两个速度下,转向架气动噪声分布规律大致相同,幅值有差别。转向架使头车车外噪声显著增高,转向架附近噪声增幅尤为明显。行车速度200 km/h时,简化转向架能使头车车外气动噪声幅值增大3~5 d BA,行车速度300 km/h时,增幅为5~8 d BA。