高重合度人字齿轮传动动态性能优化设计

对人字齿轮传动进行高重合度设计的分析,基于人字齿轮副承载接触分析技术,针对人字齿轮传动中主动小齿轮轴向浮动安装的特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、啮合冲击激励及误差激励等因素的影响,采用集中质量法建立了考虑修形的人字齿轮副弯-扭-轴耦合非线性振动模型,推导了系统无量纲运动微分方程,求解得到齿轮传动系统的振动加速度。以齿轮的振动加速度均方根值为优化的目标函数,针对该类复杂实际工程优化设计中适应值计算费时的缺点,提出了一种改进的具有适应值预测机制的遗传算法,优化得到了人字齿轮的基本设计参数及修形参数,提高了计算效率,通过实例分析验证了该优化方法的有效性。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对齿轮副减振降噪具有一定作用。     

基于Kriging模型的环形桁架可展天线结构参数优化方法

针对传统结构动力学优化过程中求解效率较低的问题,以环形桁架可展天线结构参数优化为研究背景,在环形桁架可展天线结构的参数变量空间中,以试验设计方法选取样本点,通过有限元方法得到各个样本点的第一阶固有频率、固定载荷最大变形等响应值,利用样本点和响应值的关系建立Kriging近似模型进行优化算法的寻优,得到满足所有约束条件的最优解。结果表明,所得到的环形桁架可展天线第一阶固有频率、固定载荷最大变形的响应面呈现比较明显的非线性关系,基于Kriging模型的结构优化方法能比较准确地对环形桁架可展天线进行寻优设计。     

塔架摆杆系统静动态特性研究

为研究航天发射塔架摆杆系统的静动态特性,利用Pro／E建立其三维实体模型,再将模型导入Abaqus中建立其有限元模型并对该塔架摆杆系统进行静、动态分析计算．通过静态分析,得到塔架关键部位的应力及位移值,对其安全性进行了校核;通过动态分析得到其固有频率及振型,与试验所得频率进行对比,验证有限元建模的正确性．     

基于ANSYS的大型复合材料风力机叶片结构分析

基于ANSYS软件,对某款应用于GL3A风场的1500kW大型复合材料风力机叶片进行了结构分析。分析结果表明:该叶片的振型以一阶挥舞和一阶摆振为主,其频率分别为0.86Hz和1.59Hz;在极限挥舞载荷作用下,该叶片有限元模型计算得到的叶尖挠度为8.445m,而该叶片全尺寸静力试验得到的极限挥舞载荷作用下的叶尖挠度为8.12m,计算值与试验值的误差只有3.8%;另外,该叶片的最大计算拉应力和压应力分别为228MPa和201MPa,而该叶片玻纤/环氧复合材料实测拉伸强度和实测压缩失稳强度分别为720MPa和380MPa,其计算最大应力只有对应实测极限强度的31.7%和52.9%。     

正常润滑条件下弧齿锥齿轮传动系统热变形对齿轮侧隙的影响

以某型直升机尾减速器弧齿锥齿轮传动系统为对象,建立该齿轮传动系统温度场仿真计算模型,计算获得在正常润滑条件下该齿轮传动系统的稳态温度场。基于当量齿轮原理,将弧齿锥齿轮副等效为法面当量直齿圆柱齿轮副,其啮合侧隙将直接反映在法面当量直齿圆柱齿轮副的端面上。利用热弹性力学原理,计算分析了正常润滑条件下传动系统的热变形对弧齿锥齿轮副啮合侧隙的影响,并得到了相关结论。为考虑热变形时正确确定弧齿锥齿轮副侧隙、保证工作精度,提供了理论依据。     

基于转子固有频率的涡轮泵故障检测方法

为了有效地检测液体火箭发动机涡轮泵的故障,分析了某型液体火箭发动机的28次历史试车数据,得到了涡轮泵转子的一阶、二阶和三阶临界转速以及轴向固有频率的数值,研究了这4个转子固有频率幅值的稳定性及对涡轮泵故障的敏感性,得出了它们具有较强的稳定性和故障敏感性的结论。在此基础上,提出并验证了基于转子固有频率的涡轮泵故障检测方法。结果表明,基于转子的一阶、二阶和三阶临界转速以及轴向固有频率幅值能有效地检测涡轮泵的故障。     

船体结构刚度对桅杆振动特性的影响及控制

采用Euler Bellouli梁理论推导出桅下船体结构旋转刚度和桅杆首阶固有频率参数之间的关系.用桅下船体结构的旋转刚度kα和桅杆参数EIl的比值判断桅下船体结构的旋转刚度对首阶固有频率的影响,对一个安装在不同旋转刚度基础上的桅杆实例进行了有限元计算,找出了桅下船体结构旋转刚度的合理设计范围.有限元软件仿真计算结果表明,合理地选择kα值可使桅杆首阶振动频率得到主动控制.     

高重合度人字齿轮轮齿最佳修形优化设计

基于斜齿轮轮齿接触分析技术,建立了考虑人字齿轮典型安装误差的抛物线人字齿轮轮齿接触分析方法。综合考虑人字齿轮的传动误差与啮合特性,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法对高重合度人字齿轮的传动性能进行了多目标优化设计,该算法克服了优化结果的局部收敛,获得了人字齿轮最佳的齿廓、齿向抛物线修形参数。通过实例表明,修形优化后的齿面啮合印痕与传动误差较优化之前得到了明显的改善,有效地改善了高重合度人字齿轮的齿面偏载现象,降低了齿轮传动过程中的啮合冲击。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对人字齿轮副减振降噪具有一定作用。     

不等偏距RCCR舵机执行机构的研究

为了探讨不等偏距RCCR空间机构在舵机系统上应用的可能性,研究了该机构的输入、输出转角关系,根据舵机工作指标设计了其三维机构模型。通过补充变形协调方程,对静不定RCCR机构进行了静力学计算。利用ADAMS软件建立了刚柔耦合模型,分析了各运动副受力状况。通过对比理论计算和仿真得到的受力曲线,证实了静力学计算的正确性与刚柔耦合模型的有效性。计算分析结果表明,不等偏距条件下的RCCR机构结构简单、偏转角度可控、受力状况良好,适用于舵机执行机构。     

某型直流发电机电枢绕组端部及并头套力学性能研究

对某型直流发电机电枢绕组端部及并头套的固有频率进行了实际测量;利用ＡＤＩＮＡ计算软件对其进行了计算,并分析了在离心力和惯性力的作用下所产生的应力及变形,从而对发电机的故障分析提供了有力的支持     

时变载荷下履带车辆传动箱振动响应仿真

为了掌握某型履带车辆传动箱箱体在运行过程中振动响应的敏感位置,在RecurDyn中建立了齿轮传动系统虚拟样机仿真模型,并利用试验值进行了验证。利用HyperMesh对传动箱箱体进行了有限元前处理,并导入ANSYS进行模态分析,得到了箱体低阶固有频率以相应振型。将RecurDyn动力学求解得到的各轴承座处的时变载荷,输入到箱体有限元模型中,实现了RecurDyn和ANSYS的有效结合,提高了仿真的效率,得到了时变载荷下箱体振动加速度的分布情况,为该传动箱体振动测试测点的选择提供了依据。     

桅杆首阶固有频率控制与构形设计

基于Timoshenko梁理论,提出筒形桅杆首阶固有频率控制设计原理。依据该原理,采用Transfer matrix算法,研究了直壁式、外凸式及双曲式三种构形的桅杆首阶固有频率的变化规律,发现在桅杆高度、质量、顶部及底部截面边长相同的情况下,外凸式构形具有最大的首阶固有频率值。     

拉应力对管线钢磁导率及磁记忆信号的影响

运用数值模拟方法,对不同拉应力作用下X60管线钢的相对磁导率μσ的变化情况进行了仿真.结果表明,加载初期试件处于弹性变形阶段时,μσ值变化较大,随应力的增大μσ值迅速减小;加载超过屈服点后,μσ值变化很小,应力的增大已不再对其产生显著影响.磁记忆检测试验表明,进入塑性变形阶段后,信号曲线亦会由起初无规律性分布发展到相近...     

大容量中频变压器箔式线圈振动模态的影响因素分析

为了分析箔式线圈振动模态的影响因素,首先在ANSYS环境下建立了箔式线圈的等效三维有限元模型,仿真计算了其前10阶模态振型和固有频率;然后,采用单输入单输出方法对自由状态下的箔式线圈进行了模态试验,验证了仿真模型的准确性,并在此基础上分析了绝缘层弹性模量和层间分离对振动模态的影响。结果表明:仿真结果与试验结果吻合较好;绝缘层弹性模量增大,箔式线圈固有频率呈线性升高;箔式线圈的层间分离会造成固有频率下降,并出现局部振型;圆角位置的分离对模态影响最显著。     

齿轮箱辐射声场实验研究

从齿轮箱内部动态激励、箱体动态响应及辐射声场预测等方面,研究了试验齿轮箱的辐射声场;分析了声场预测过程中产生的各种误差影响因素;通过扫描法声强试验对辐射声场全息面进行了测量,结果表明:在齿轮副理论啮合频率处,箱体辐射声场的预测值与测量值表现出更好的符合特性,验证了该齿轮试验机辐射声场预测方法的准确性。     

铜桨和碳纤维桨的单/双向流固耦合对比

使用ANSYS Workbench平台中ACP模块对铜桨和碳纤维桨进行了建模和单/双向流固耦合对比研究。双向流固耦合计算考虑了流体和固体的相互影响,使铜桨和碳纤维桨的敞水性能比单向流固耦合计算值更接近于试验值。碳纤维桨的变形和应力在各种工况下均比铜桨大,二者的双向流固耦合变形和应力均比单向流固耦合时小,且碳纤维桨的减小量更多,说明碳纤维桨的弹性使其更易受水动力载荷的影响,流固耦合现象更明显。     

钢质管道挤压变形过程数值模拟

基于对钢质输油管道挤压变形原理的分析,建立上下刀具加载作用下钢质输油管道挤压变形模型,采用扩展拉格朗日方法求解三维接触挤压问题,完成20号无缝钢挤压变形过程的数值模拟。将模拟试验数据与前人实际试验数据进行对比与验证,模拟结果与实际试验结果吻合。该模型可以用于模拟不同规格管道挤压变形情况,得到管道挤压变形的位移、载荷和应力分布规律,为管道应急抢修提供理论和实践依据。     

克服火箭弹自身缺陷对散布影响的一种新方法

本文研究了火箭弹自身缺陷的随机性。提出了通过合理设计发射装置一阶固有频率,克服火箭弹自身缺陷对落点散布的影响。并以某涡轮式火箭弹和某尾翼式火箭弹为例进行了设计,给出了靶场试验结果。     

考虑细观结构变化的原状Q3黄土变形和强度特性

为研究结构性对非饱和原状Q3黄土变形和强度特性的影响，做了12个非饱和原状Q3黄土的CT-三轴侧向卸荷试验。在试验剪切过程中，利用CT机对试样进行跟踪扫描，共得到168张CT图像。基于试验数据建立了细观结构参数，并利用该参数来反映非饱和原状Q3黄土的变形和强度特性，从而得到能反映细观结构性影响的非线性应力-应变关系以及摩尔-库伦强度公式。     

机柜电缆连接结构的力学性能分析

针对机柜电缆连接结构及其安装固定结构件,建立了电缆刚性连接有限元模型和MCT模块预紧力有限元模型,并进行了模型的静力学计算及评估分析,得到了机柜X、Y、Z三个方向的最大振动位移载荷用下的最大应力值。分析结果表明:改变MCT模块的预紧力的大小对整体连接结构的应力分特征影响较小。在此基础上,提出了机柜电缆柔性连接方案,并建立了机柜电缆柔性连接有限元模型。有限元模型结果与刚性连接结果对比分析表明:采用柔性连接方案后,机柜电缆整体连接结构的应力水平大幅度降低,有效地缓解应力集中问题。