永磁推进电机双层隔离系统冲击响应谱分析

永磁推进电机作为潜艇推进系统的核心设备必须具有抗水下非接触爆炸冲击的能力。为比较分析不同安装方式对永磁推进电机抗冲击性能的影响。首先计算了永磁推进电机在刚性安装、单层隔离器弹性安装、双层隔离器弹性安装等工况下在时域中的加速度响应。然后按照Smallwood算法将电机的加速度响应转化为冲击响应谱。接下来比对分析以上几种安装工况下的冲击响应谱,发现:双层隔离系统的抗冲击效果好于单层隔离系统;低频布置在下层的双层隔离系统相对于高频布置在下层的双层隔离系统更有利于提高推进电机和筏架的抗冲击能力;应用双层隔离系统还需要考虑并限制电机和筏架局部最小固有频率。该研究对永磁推进电机以及其它舰船设备隔离系统的设计和选用具有一定的参考价值。     

航空用空气涡轮起动机涡轮动力学特性分析

涡轮作为空气涡轮起动机的最核心组件,其动力学特性影响整个起动机。通过有限元商用软件建立空气涡轮起动机整机有限元模型。减速系统中的双联齿轮部件被等效简化为两个质点间的弹簧连接,弹簧的刚度等于通过威伯-班纳斯切克模型计算得到的齿轮啮合刚度。基于起动机模型进行涡轮临界转速计算和不平衡响应分析,得知该型空气涡轮起动机在加速阶段会经历涡轮两阶临界转速,并确定实际不平衡量激励下的响应大小,为涡轮优化设计以及振动控制提供技术依据。     

螺栓连接条件下结构振动模态的时频分析方法

在精密光电跟踪设备中,光机结构的振动特性对保持目标跟踪的精度和稳定性具有重要意义。螺栓连接是光机结构的常用连接形式,但其非线性接触特性也使得结构的振动特性变得较为复杂。采用时域激励计算结构位移响应并进行频域分析的方法计算结构的共振频率。相比于弹簧单元模拟螺栓连接等简化方法,此方法不需要对每一个螺栓分别进行弹簧单元刚度等参数的选取和处理。以螺栓连接的悬臂梁为例,先利用接触面固结的模型验证方法的准确性,其后对考虑接触和螺栓预紧力的模型进行仿真计算。仿真的模态结果和试验模态结果对比表明,所提的仿真方法正确且有效。     

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。     

水下航行器用永磁直流电机漏磁场数值分析

基于Magnet软件,对某型水下航行器推进用永磁直流电机漏磁场进行了有限元数值仿真,得到了电机漏磁场强度与电机距离之间的数值关系,也为分析水下航行器推进电机漏磁场对其附近电子仪器设备带来的不利影响,提出了一个良好的方法。     

基于结合部的HSK主轴-刀柄系统动态特性分析

建立了HSK主轴-刀柄结合部的有限元模型(FEM),利用弹性理论和黏性阻尼理论辨识结合部内各位置的刚度和阻尼参数。提出将HSK主轴-刀柄系统分为HSK主轴、主轴-刀柄结合部和刀柄三部分:HSK主轴与刀柄简化为多段Timoshenko梁,并使用响应耦合法来计算其频响函数;主轴-刀柄结合部简化为多点弹簧-阻尼模型,采用多点响应耦合法来计算其频响函数;将各个部件的频响函数进行刚性耦合,进而获得基于结合部的HSK主轴-刀柄系统频响函数。分别假定HSK主轴-刀柄结合部为刚性连接、5点弹性连接和7点弹性连接,计算其频响函数,并与实验结果相比较得到相应的结论。     

汽车车身概念设计接头模型的研究

建立了刚性连接接头模型、超单元缩减模型和梁—弹簧接头简化模型三种接头模型,并计算了九种工况下的各种模型的角位移结果。通过三种接头模型与详细有限元接头模型的对比分析,表明梁—弹簧接头简化模型最接近详细接头的力学特性,超单元缩减接头模型最差。     

ABAQUS模拟粉末冲击压制冲模质量数值优化

采用有限元软件模拟金属粉末冲击压制过程时,由于计算量过大,所建立的模型颗粒数远低于实际粉末压制中的颗粒数,造成计算结果偏差过大,需要对冲模质量等相关参数进行优化。优化基于SHPB实验结果,通过ABAQUS对铝粉建立密排球堆积简化模型,有序增加模型横向与纵向颗粒数,确定仿真模型中冲模的质量,进而构建模拟中颗粒数与冲模相对质量之间关系,分别得到横向和纵向颗粒排数与冲模相对质量的关系;确立了粉末微观模拟压制中最常用的密排9堆积模型的冲模相对质量为0.093;通过与铜粉的冲击压实实验结果对比,验证所建立的模型颗粒数与冲模相对质量关系式在其他材料计算中也是适用的。     

三自由度等刚度永磁弹簧的力学特性研究

设计出一种三自由度等刚度永磁弹簧,并根据单组永磁体结构,采用虚位移法建立其径向磁力解析模型,利用有限元方法对径向磁力进行了仿真计算。仿真结果和模型计算结果基本吻合。解析计算与仿真结果表明,该永磁弹簧的径向磁力随着径向位移的增加而增大,随着轴向位移的增大而减小。在永磁弹簧平动平面内,两个移动方向的刚度系数和垂直于平面中心的回转刚度系数均相等。在径向位移较小时,径向位移与弹簧刚度系数近似成线性关系。     

筒式永磁调速器的磁场分析与特性研究

永磁调速器通过调节永磁转子和导体转子的相对位置来实现离心式负载速度的调节和电机的节能,是一种新的调速设备。为了深入研究筒式结构永磁调速器的磁场及机械特性,基于三维运动涡流场,建立了筒式永磁调速器的有限元模型,并对其磁场进行了瞬态分析,得出了筒式永磁调速器的磁场和涡流分布情况,以及输出功率和转矩随转差率和啮合面积的变化曲线。分析结果与试验结果的对比验证了有限元分析方法的正确性。