起重机加肋圆柱壳稳定性的研究

本文应用线性小挠度理论,根据起重机的结构特点,给出了离散加肋圆柱壳在中心轴向压缩、弯曲和扭转共同作用下失稳临界应力的微分方程。对中心轴压和偏心轴压两种工况下仅有纵肋加强的圆柱壳给出了理论解和例题。同时进行了实验研究,推荐了实用的设计计算方法。     

门式起重机金属结构参数化有限元分析及设计

为了提高起重机金属结构的设计质量和效率,以U形门式起重机金属结构为研究对象,大型有限元分析软件Ansys的APDL语言为二次开发工具,参数化地实现了起重机金属结构的建模、分网、加载、加约束及有限元分析;结合传统计算方法,验证了有限元模型的正确性及其分析结果的收敛性;以此为基础详细研究,定量给出主梁纵、横向加劲肋对主梁强度和刚度的影响大小。分析显示:纵、横向加劲肋会使主梁的强度最大增大6.9%,刚度最大增大13.49%。因此,在进行起重机金属结构的有限元建模时,简化非支撑部位纵、横向加劲肋是可行的,分析结果保守且偏安全。     

圆锥形复合变幅杆纵-扭复合振动的实现

为解决纵-扭复合振动超声加工中复合振动的实现难题,对单激励纵-扭复合振动圆锥形复合变幅杆展开研究。基于变截面杆一维纵向振动和扭转振动理论,推导出圆锥形复合变幅杆纵向振动和扭转振动的频率方程,并确定其振动特性参数。阐释了单激励下圆锥形复合变幅杆纵-扭复合振动的实现机理,并通过应用实例给予验证。理论计算、数值分析与测试结果表明,选择合适的几何结构参数,圆锥形复合变幅杆可以实现纵-扭复合振动。     

面向岩石取样过程的超声纵扭变幅杆设计

针对超声岩石取样加工过程需要不同比例纵扭振动输出需求,设计一种具有斜槽结构的纵扭复合阶梯型超声变幅杆。根据超声变幅杆的纵扭复合振动机理,利用有限元法分析确定可产生扭转振动的带斜槽阶梯型变幅杆基本结构,研究斜槽结构参数变化对超声变幅杆输出纵振振幅与扭转振幅比值的影响规律。研究结果表明,在阶梯型变幅杆上合理设定斜槽的位置和结构参数可实现不同比例的纵扭振动输出,满足不同材质超声岩石取样加工需求。     

纵扭超声变幅杆的优化设计研究

为了减少纵扭超声加工过程中能量的损失,文中从纵扭超声振动中纵向振动与扭转振动中的同一变幅杆中同频共振条件出发,基于ANSYS有限元模态分析、谐响应分析模块,利用ANSYS优化设计方法对变幅杆结构与尺寸进行优化,设计出在同一变幅杆中纵向振动与扭转振动有共同位移节点,同时变幅杆满足许用应力且具较大振幅放大倍数。通过ANSYS仿真验证在共同节点处可对纵扭超声变幅杆进行固定。     

集装箱船扭转强度分析

纵向构件的设计不仅需要满足总纵强度的要求,更需要能承受扭转载荷的作用。本集装箱船型甲板大开口的特点导致了船体扭转刚度较低,同时,随着其主尺度的不断增加,船体各种载荷也急剧增大。因此,船体的主要文利用圣维南扭转理论(Saint Venant Torsion)去解决任意截面棱柱的扭转问题的弹性理论方法,并利用BV MARS 2000来进行集装箱船总体边界条件的比较研究,在对生成的扭转翘曲应力与合成翘曲应力图进行相关分析,从而得出距尾部不同距离的翘曲应力分布情况,从而为船体的主要纵向构件的设计不仅需要满足总纵强度的要求,更需要能承受扭转载荷的作用而提供一定的参考价值,为减少船体抗扭能力削弱而设计出较佳的船型主尺度提供设计的相关依据。     

纵扭模态叠加型超声振子的设计研究

对纵扭模态叠加型超声振子进行了理论研究,该超声振子由纵扭同频夹心换能器与法兰连接段组成。首先,基于等效电路法和传输线理论,研究了纵向及扭转振动在纵扭同频夹心换能器中的传播规律,得到了该换能器的纵、扭共振的等效电路和频率方程组,并通过合理选择各圆柱段的长度,实现了纵扭同频共振。之后,基于环槽结构具有纵振耦合和扭振隔离的特性,对该换能器进行了简并设计,在其末端构造出了纵、扭简并节点,解决了法兰设置问题。最后,应用有限元软件ANSYS对简并后的超声振子进行仿真分析,结果表明超声振子纵扭共振的同频偏差率得到显著降低。     

超声波去除小孔毛刺试验及装置中变幅杆设计

根据超声波去除毛刺的原理设计了去除小孔毛刺试验装置;运用声学波动理论设计了单一纵振圆锥过渡阶梯形变幅杆,并对纵扭共振变幅杆的结构进行了设计;通过ANSYS仿真分析,得出了纵扭共振变幅杆的结构参数对其谐振频率及扭转振幅与纵振振幅之比的影响规律,并由此规律设计出纵扭共振变幅杆实例;将所设计的单一纵振与纵扭复合振动变幅杆用于超声去毛刺的试验。结果表明:所设计的变幅杆有较好的振动性能;在磨料悬浮液浓度处于合适的范围内,纵扭复合振动较单一纵振对毛刺有更好的去除效果。     

弯矩作用下肋的分布对肋板的振动影响

加强肋旨在降低薄板结构的振动,研究肋的交叉分布、横分布、纵分布、肋截面参数、板厚因素的变化对振动的影响,通过正交试验,利用有限元法对一两端固支的矩形加肋板进行频率响应有限元分析,计算从1～200 Hz的响应,得到评定薄板振动量的大小。算例表明,在肋的质量不变的情况下,采用横向布置,肋的截面为15 mm×20 mm,板厚为0.014 m时振动量最小。运用正交试验、有限元法、虚拟试验相结合的方法处理具体的数据,避免庞大的实物试验所需要的高成本。     

下弦节点预埋钢筋弯曲成形工艺及模具设计

正预埋钢筋是规格为φ32mm带有纵肋的月牙肋钢筋,纵肋高度为2.4mm,实际外径在φ33.7~φ35.2mm之间,零件长度为1200mm。为增加预埋钢筋的锚固力,设计弯曲面不在同一个平面上,其弯曲截面互相垂直。预埋钢筋3D模型如图1所示。1.零件工艺性分析(1)弯曲成形方式预埋钢筋技术条件要求采用机械冷弯方式,若不对钢筋进行加热,仅靠手工很难弯曲成形。采用车间3000kN摩擦压力机进行冲模压弯成形。     

GB 1499.2-2007浅析暨热机轧制工艺对Ⅳ级盘螺组织性能的影响

采用热机轧制工艺生产HRB400盘螺,使盘螺组织细化,提高屈服强度和抗拉强度,在同样的轧后冷却工艺下,避免了在盘螺纵肋产生针状铁素体.     

基于机器视觉的螺纹钢表面尺寸检测方法

针对高速螺纹钢表面缺陷检测技术难题,对螺纹钢表面尺寸的视觉检测方法进行研究。针对螺纹钢外形结构尺寸复杂的特点,通过对螺纹钢的侧面图像进行分析,获得其边缘图像后,提出了基于投影重心的亚像素边界定位方法,获得螺纹钢横肋高及内径的尺寸。通过分析螺纹钢的正面图像,获得其边缘图像后进行垂直投影,求出螺纹钢纵肋高度;在此基础上,通过对重心遍历,结合轮廓跟踪处理,计算出横肋与轴线夹角;结合与夹角的几何关系,计算得出螺纹钢横肋间距、横肋顶宽的尺寸。获取的螺纹钢表面结构尺寸为其缺陷检测奠定了基础。     

螺旋沟槽参数对纵-扭变幅杆振动分量的影响

为更好地探究纵-扭复合超声振动加工技术在硬脆材料加工中的优势,提出一种新型扭转振动测评方法,设计纵-扭复合超声变幅杆。首先,理论推导了螺旋沟槽结构的纵-扭模态转换,揭示了纵、扭振动分量对变幅杆振动轨迹的影响;然后,在有限元分析中定义了扭纵分量比j,并分析了螺旋沟槽数目n、螺旋角度θ和槽宽d等参数对扭纵分量比j的影响规律。结果表明:扭纵分量比j随螺旋沟槽数目n及槽宽d的增加而变大,随螺旋角度θ的增加而先变大后减小,并利用正交参数的极差分析法得到各参数对其影响力度大小的主次。通过实验验证了有限元分析结果。     

基于扭振斜向贴片式应力型纵扭复合超声电机

设计了一种新型双转子应力型纵扭复合超声电机,并对该型电机的结构进行了设计; 提出了一种基于扭转振动斜向粘贴压电片方式,利用矩形压电陶瓷贴置在开有斜槽的圆形定子基体上的布局方案,用于激励出定子基体产生一阶扭转振动模态; 通过有限元软件计算出定子基体一阶扭振模态和定/转子整体的二阶纵振模态,并对两者模态的固有频率一致性进行设计。对设计的10 mm贴片式双转子应力型纵扭复合超声电机进行振动测试实验并选择其最佳的工作频率,实验结果验证该方案的可实施性。     

纵扭超声换能器设计及其性能测试研究

纵扭超声振动加工在碳纤维复合材料等硬脆性材料上的应用越来越得到重视,针对现有纵扭超声换能器存在扭振分量较小或纵扭节面不重合等问题,设计一种新型的纵扭超声换能器。通过理论解析法设计了一种指数型变截面杆纵振超声换能器,然后在指数型变截面杆上设计螺旋槽,将一部分纵向振动转换为扭转振动;利用有限元软件分析螺旋槽结构参数对纵、扭谐振效果的影响规律,优选出最佳的螺旋槽参数;在此基础上对换能器进行模态分析和瞬态分析,结果表明换能器能够实现纵扭超声振动,且谐振频率与设计值误差较小,振幅值满足一般加工要求;最后对设计好的换能器实物进行阻抗分析和振幅测试,结果表明谐振频率与仿真值相差较小,纵振振幅9.4μm,扭振振幅5.3μm,能够适用于大部分的超声加工,也验证了设计方法的正确性。     

机器人纵振与纵扭超声铣削稳定性对比研究

针对工业机器人铣削大型航天器舱体支架存在颤振严重导致铣削平面度较低的问题,提出了机器人纵扭超声铣削新方法.分析了纵扭超声铣削刀尖运动轨迹,对比分析了机器人一维纵向超声铣削与机器人纵扭超声铣削的稳定域,并开展了两者的铣削力和铣削表面接刀痕对比试验.计算和试验结果显示:机器人纵扭超声铣削稳定域较机器人一维纵向超声铣削提升了 46.7％,各种工况下的铣削力平均降幅达到了 24.7％.同时,高频扭转振动的摄入使得机器人一维纵向超声铣削表面接刀痕高度差降低了 48.7％.上述结论为大型航天器舱体支架的机器人高精高效加工提供了技术基础.     

扭-纵耦合对曲轴系统固有振动特性的影响

利用集总参数法建立了曲轴扭转-纵向耦合振动数学模型,应用该模型分析了耦合作用对曲轴系统固有特性的影响。数值计算结果表明：扭-纵耦合振动能够改变曲轴系统的固有频率,使其临界转速降低,并产生一些新的耦合振型。     

某航空发动机扭振减振器失效机理分析

为了探究某航空发动机曲轴扭振减振器的失效机理,采用有限元法对该发动机轴系进行了模态分析,并进行了试验验证;基于轴系扭纵耦合振动理论和谐响应分析计算了该轴系的轴向振动位移幅值;在此基础上对扭振减振器进行了失效分析。研究结果表明,因该航空发动机经常工作在过渡工况,引起轴系扭转共振和扭纵耦合振动,使得轴系轴向位移较大,轴系产生的轴向力是造成该扭振减振器失效的最主要原因。     

轧机振动分析与治理

五机架是某钢厂酸轧机组的主体工艺设备,高速轧制中常出现种种原因不明、表现形态多样的轧机振动现象。严重威胁生产安全并造成巨大的经济损失。针对轧机主传动系统的扭转振动和垂直系统的纵振动进行分析,并采取了相应改进措施,有效地降低设备故障率,提高冷轧产品质量、成材率和作业率。     

纵置发动机悬置系统布置与计算

纵置动力总成布置通常考虑弹性中心理论,其主要目的是为了使扭转方向与平动方向运动相互独立,以实现悬置系统更好的解耦性能。由于纵置的左右悬置一般对称布置,roll向与Z向耦合振动相互抵消忽略,这个可能存在一定局限性。本文通过对悬置系统耦合刚度的研究,综合考虑各向耦合力的解耦,对悬置布置提出一些改进措施。