弹性环组件刚度特性仿真与试验

对涡轮机转子系统弹性支承中弹性环组件的刚度特性进行仿真与试验研究.在研究中,利用有限元方法对弹性环组件进行接触分析,换算得到弹性环组件的刚度.根据实际受力特点,设计测量弹性环组件刚度的试验装置,并进行试验.试验结果表明,当对弹性环反复加载卸载时,会出现明显的迟滞回线现象.随着径向间隙的增大,迟滞回线现象逐渐减弱,弹性环...     

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。     

胎体夹持环

本实用新型所述的胎体夹持环,采用沿圆周等距均布的磁性吸合装置,以通过磁性吸合将轮胎成型部件定位在一个与中心线垂直的平面上。以实现钢圈在平面度和垂直度上同心定位,在运动至成型鼓位置并完成钢圈释放的过程中,保证钢圈在与其余轮胎部件定位同步,避免出现偏斜和变位。主要包括一底板,在底板下方设置有用于带动所述胎体夹持环进行径向运动的滑轨,在底板上通过螺栓固定有一胎体环和一驱动气缸;     

大口径非圆透镜的夹持设计

夹持方式对大型透镜面形的变化具有十分重要的影响。为了使大口径非圆透镜的夹持系统不影响其面形,通过有限元软件ANSYS对透镜的三种夹持预案进行分析比较。针对侧边夹持方式研究了夹持点数与透镜变形的关系,确定了大口径非圆透镜的四周粘胶侧边十二点夹持的固定方式。建立了该透镜夹持系统的整体有限元模型并进行自重分析,得出透镜变形的PV值为0.1911μm,前后两表面面形变化的RMS值分别为0.0478μm和0.0450μm,由此证明所定夹持方案的合理性。     

弹性铰链设计

根据高等材料力学的知识推导了弹性铰链的刚度公式，并利用有限元软件ANSYS进行了铰链刚度校核和应力校验。     

弹性阶段弯曲下尺度效应的研究

微观尺度下的尺度效应的研究在塑性变形下已经有了很高的层次,但是尺度效应在弹性阶段是否存在却没有一个很完善的说法,在非均匀的有限弹性变形理论的基础上,讨论了弯曲的弹性阶段的尺度效应问题,推导了新弹性理论的弯曲公式,并结合塑性变形的应变梯度理论,分析了三点弯曲的弹性阶段尺度效应的问题。从分析结果看,在弹性阶段,当物体尺寸和特征尺寸相当时,存在很强的尺度效应。     

弹性阶段弯曲下尺度效应的研究

微观尺度下的尺度效应的研究在塑性变形下已经有了很高的层次,但是尺度效应在弹性阶段是否存在却没有一个很完善的说法,在非均匀的有限弹性变形理论的基础上,讨论了弯曲的弹性阶段的尺度效应问题,推导了新弹性理论的弯曲公式,并结合塑性变形的应变梯度理论,分析了三点弯曲的弹性阶段尺度效应的问题.从分析结果看,在弹性阶段,当物体尺寸和特征尺寸相当时,存在很强的尺度效应.     

大口径薄型光学零件弹性夹具优化及夹持变形研究

装夹技术是单点金刚石切削技术(SPDT)的重要组成部分,夹具设计对光学零件的加工精度有重要影响,大口径薄型光学零件装夹时更易产生夹持变形,零件下盘后变形恢复导致面形精度不可控,难以满足加工要求.本文采用有限元仿真分析法,引入正交试验的思路,对夹具设计进行仿真和统计学分析,研究弹性夹具各参数、夹持力和零件径厚比等因素对大...     

弹性铣夹头夹持孔公差带理想位置分析

本文从分析铣夹头夹持孔与刀柄间的不同配合对铣夹头弹性夹套的外锥面与夹头体内锥面的接触精度产生的不同影响出发，通过数理统计分析，指出了目前国内外有关标准或资料所确定的夹持孔公差带位置对锥面接触精度的不利影响；并提出了夹持孔相对合理的公差带位置。     

高速加工热缩加长刀杆与刀具配合径向夹持刚度分析

建立热缩加长刀杆与刀具配合的有限元模型,给出一种合理确定模型中接触刚度系数的有效方法.随后对不同过盈量、夹持长度及主轴转速对热缩加长刀杆与刀具配合的径向夹持刚度的影响进行分析.最后在建立径向夹持刚度测量方法的基础上,对有限元分析结果进行验证.结果表明,合理的接触刚度系数是正确建立热缩加长刀杆与刀具配合有限元模型的关键;热缩加长刀杆与刀具配合间存在有合理的配合过盈量与夹持长度,以保证配合间夹持均衡而具有很好的夹持刚度,又不至使刀杆强度超过其屈服条件而降低刀杆的使用寿命和精度;当转速超过一定范围时,应考虑离心力对热缩加长刀杆与刀具配合径向夹持刚度的削弱作用.     

全挂车形式叉车悬架弹性结构的优化设计

针对全挂车叉车原始样车的设计特点进行分析,指出原始设计的主要不足之处,提出一个旨在改善其高速行驶稳定性的悬架弹性结构修改方案。进而,将优化设计原理应用于悬架弹性结构的匹配设计领域。基于车辆系统的动、静力学分析,结合对整车高速行驶稳定性影响因素的讨论,建立相应的优化模型并进行求解,从而确定出能够满足整车高速行驶稳定性设计要求的悬架弹性元件的最佳刚度特性。最后,对优化设计的有效性加以检验。一方面,建立悬架系统与整车匹配分析的功能虚拟样机,对全挂车叉车在高速拖行状态下的稳定性进行仿真,结果表明：经过优化设计的全挂车叉车,其高速行驶稳定性获得了明显提高。另一方面,以优化设计结果为指导,完成了新一轮样车试制,并在实际道路条件下对优化前、后的样车进行高速拖行稳定性对比试验,结果同样表明：针对悬架弹性结构的优化设计,的确可改善整车的高速行驶稳定性。     

零件结构的联动式进化设计方法

零件结构是几何元素与附着于几何元素之上设计意图的综合体,如何有效地实现两者统一表示是零件结构进化设计技术研究的一个重要问题。在以联结单元定义实现结构联结约束抽象表达基础上,采用联结语义关联图给出面向进化设计的零件结构模型表示,提出了面向过程进化的联结单元运算操作方法,将进化运算和结构进化模型重构的联动式进化算法相结合,实现零件结构进化模型动态编辑。     

结构断裂可靠性"等损伤设计”方法及其试验研究

简述断裂可靠性设计的发展历程,提出用于结构断裂可靠性设计的"等损伤设计”概念与原理,建立了用于结构断裂"等损伤设计”的p-σa-σav-N曲面和断裂γ-p-σa-σav-N曲面方程.根据此设计方法,对结构进行断裂可靠性设计,更能保证结构使用安全、可靠、重量轻.经试验研究,按此方法设计的构件能在指定设计寿命下"等损伤”破坏.     

非线性弹性材料在多层圆柱结构中接触预紧作用的模拟

利用非线性弹性材料对多层圆柱结构进行接触预紧，涉及到几何非线性和材料非线性以及接触面上摩擦力的影响。当材料间刚度差别较大时，刚度低的材料呈现大变形特征，加大了几何非线性的程度。结构内部预紧力的大小和分布与结构的整体刚度、结合部位的局部刚度、过盈配合程度、接触面积等因素有关。本文对以橡胶作为预紧垫层的双层金属柱体的预紧过程进行了力学实验和数值模拟。预紧后的模型受中心集中力的作用，以得到橡胶垫层在复杂载荷作用下的状况。在数值模拟模型中，接触面采用直接约束模型，摩擦力的模拟选用库仑摩擦模型，预紧力的施加与力学实验模型相同，利用两个金属半圆环逐步压紧橡胶材料。数值模拟结果和实验数据吻合较好，表明结构非线性大变形接触预紧模拟的数值模型是合理的。     

含圆孔压电板弯曲问题

基于Reissner板理论将有限元法和解析法相结合，研究含孔压电板的力电集中问题。压电板为无穷大板受纯弯曲作用，上下表面电源短路，给出含孔压电板方程的通解。结果表明，①压电效应对面内弯曲正应力的影响很小，可忽略不计。②压电效应对剪应力影响较大，切向电场强度和电位移的集中程度随径厚比的改变而变化的趋势和切向剪力的相同。③中面上孔边的电势和垂直于板中面方向的电场强度的集中程度随径厚比的减小而减弱，垂直于中面方向的电位移的集中程度随径厚比的减小而增强。如果不考虑压电效应，文中的结果可以退化到非压电板含孔受纯弯曲作用的结果，这也反映了文中通解的正确性。     

大型岸桥结构的轻量化技术研究及应用

大型岸边集装箱桥式起重机(简称岸桥)是重要的港口机械,钢材用量是影响岸桥成本的主要因素,因此,轻量化是岸桥设计制造的关键技术。首先建立岸桥的参数化动力学模型,分析岸桥的载荷特性,并进行有限元强度分析;在此基础上参数化提取金属结构中危险单元的应力和危险节点的变形,以强度、刚度和第一阶整体模态频率为约束条件,对岸桥金属结构进行轻量化设计,在满足设计要求的情况下得到岸桥的轻量化设计方案。优化结果表明,所提方法可以在不降低岸桥强度和刚度性能的条件下,岸桥钢结构重量减少5.75%,质量和应力分布更加均匀、合理,显著改善了经济性,同时计算得到的大梁的疲劳寿命也满足设计要求。     

六边形快拆装夹具的可同步伸缩夹取机构设计

目前鞭炮生产工艺流程复杂,需要进行多工位加工,且各工位分散距离远,需要人工多次长距离搬运,难于实现多工位自动一体化生产,生产效率低。基于一种新型可重复利用的六边形快拆装夹具的实用性,设计了一种可自动夹取该六边形快拆装夹具的可同步伸缩夹取机构,并利用Adams仿真软件进行运动学仿真分析,论证这种新型可同步伸缩夹取机构能够实现对该六边形快拆装夹具进行自动夹取及实现该夹具对正六边形鞭炮饼的自动夹紧和定型。为实现鞭炮的多工位自动一体化生产提供了可行方案,具有重要的实用意义。     

机翼结构优化设计的多目标分布估计算法

提出一种采用贝叶斯网络表示概率模型的多目标分布估计算法( multi-objective estimation of distribution algorithm, MEDA).通过构建这样的网络模型,对模型进行抽样生成新个体,再对新个体进行变异操作,以增加种群的多样性,提高算法的搜索能力.这种生成个体的方法结合非劣分层以及截断选择机制,可以获得很好地逼近多目标问题的Pareto前沿且分布均匀的非劣解集.用MEDA对某高空长航时无人机机翼结构进行多目标优化设计,找到高质量的非劣解集,为设计者作决策提供很好的参考依据.根据所得到的非劣解集,设计者可以很好地进行权衡折衷,找出最符合要求的设计方案.同时,还可以了解各目标之间的变化关系,定量化了解一个目标的改进将导致其余目标恶化的程度.研究表明,多目标分布估计算法可以有效求解复杂结构的优化设计问题.     

基于Mindlin理论厚圆环弯曲振动研究

基于Mindlin理论从声学应用角度,推导了中厚圆环弯曲振动的横向与径向位移解析表达式,得到了四种不同边界条件下的频率方程,进行数值求解得到的频率与有限元模拟结果基本相符,结论对厚圆环及厚盘的弯曲振动辐射器的设计提供理论参考和频率调试依据。     

U形箝位机构对微驱动器运动精度的影响研究

讨论利用尺蠖运动机理实现大行程线性运动的微型驱动器,特别就其U形箝位机构对驱动器运动精度的影响进行探讨.分析结果表明,电磁箝位脚与行走台面间磁路气隙的大小将影响箝位力和箝位剩磁力的大小;箝位脚因箝位剩磁力和重力引起的摩擦力而发生挠变形,此箝位脚的刚度将影响微驱动器行走步长或导致回窜;箝位力不足或箝位剩磁力过大时可致二维驱动器的直线运动发生偏转.文中研究的驱动器,电磁箝位脚与行走台面间的磁路气隙应不小于5 μm,以20 μm ～40 μm为最佳;驱动器伸缩部分的最小伸缩量ΔL应大于0.52 μm,驱动器才能有累加位移;二维驱动器的空载直线运动的最小箝位电磁力应大于27.8 N.