针对处于平行共轴三线圈和球形载流线圈产生磁场中的导电圆板,基于Kirchhoff薄板理论,给出磁场中圆板的磁弹性横向振动基本方程。根据电磁理论,导出线圈产生均匀磁场区域中圆板所受电磁力的表达式。通过位移函数的设定并应用伽辽金法,得到圆板的磁弹性轴对称振动微分方程及固有频率的表达式。通过算例,绘制了周边夹支和简支两种边界条件下圆板的...
以对置式往复式压缩机为对象,研究建立小头瓦磨损动力学仿真模型,分析小头瓦在磨损故障下的响应规律。采用非线性接触碰撞建模方法,建立小头瓦-十字头销运动副的动力学模型,通过改变小头瓦与十字头销之间间隙,仿真计算小头瓦在不同磨损状态下的接触碰撞参数,分析小头瓦与十字头销、十字头与中体之间接触碰撞力的变化特点,得出小头瓦在磨损故障下...
针对传统快速傅里叶变换(FFT)研究齿轮系统非线性非平稳振动存在虚假信号和假频的问题,提出了基于希尔伯特黄变换的本征模态函数(IMFs)傅里叶变换法。该方法通过经验模态分解(EMD)将原始信号分解为一系列不同时间特征尺度的IMFs,对能够反映原始信号物理意义的IMF进行傅里叶变换。以某型采煤机截割部齿轮箱为工程范例,通过振动实验得到齿轮系统非...
刀具是数控铣床加工过程的关键零部件,其长期处于高速加工状态极其容易出现故障。针对数控铣床加工过程中刀具的磨损状态数据少、诊断效率低、维护成本高、缺乏有效的诊断方法的问题,提出了利用小波包分析与核主成分分析提取特征,然后利用BP_AdaBoost算法对刀具磨损状态进行诊断的方法。通过在数控铣床的加工工件与其夹具间安装测力仪及安装加速...
针对局部保持映射(LPP)应用于故障诊断存在识别精度不高的问题,提出了基于无参数监督核局部保持映射(NPSKLPP)降维的故障诊断新方法。NPSKLPP采用对离群数据更为鲁棒得余弦距离对LPP中的欧氏距离进行替换,并融入样本标签信息构造无参数近邻图,利用核方法将提取的高维故障特征映射到一个高维线性空间再进行降维,避免了相似矩阵计算过程中人为选择...
针对齿轮断齿故障信号的特点,通过对原始振动信号进行傅里叶变换后计算其IHPS(Improved Harmonic Product Spectrum)及SPS(Sideband Product Spectrum),可在振动冲击信号不明显的情况下提取齿轮断齿故障特征频率。通过仿真分析和实验验证,证明了该方法的有效性,为早期诊断此类故障提供了可行途径。
裂尖拘束度的匹配是目前结构完整性评定中所面临的难题。由于拘束参数的限制,不同实验室试样间、实验室试样与实际结构间拘束度的匹配还没有建立。基于统一拘束参数Ap,以常用实验室SENB,CT,SENT和CCT试样为研究对象,对不同拘束状态下各试样的裂尖拘束进行研究,构建了不同试样的J/Jref-槡A p关联线,建立了不同试样间拘束度的匹配。本研究将为构建...
杉木作为天然植物材料,与传统金属材料相比,其比重更轻,并且具有绿色环保无污染可回收等优点。基于此,将杉木材料作为研究对象,试验研究了杉木-复合材料夹层结构的低速冲击动态响应特性,并与传统金属材料夹层结构的动态能量吸收进行了对比分析;同时还研究了不同冲击能量和夹芯材料厚度对夹层结构形变及其吸能特性的影响。利用高倍显微镜观察了杉...
通过动、静力学试验获得了7003铝合金材料在不同应力三轴度和不同应变率条件下的应力-应变曲线和材料断裂特性参数,利用试验结果拟合了对应变率敏感的Johnson-Cook材料本构模型参数。试验结果表明7003铝合金是一种典型的塑性金属材料,断裂破坏过程具有一定的应变率敏感性,且断裂应变随着应力三轴度增高而降低;通过LSDYNA仿真软件模拟了7003铝合...
虚拟样机技术的发展使得车辆多体动力学仿真和虚拟疲劳耐久计算成为工程研究的必要手段,而获得可靠有效的路谱则是两种研究手段的前提。运用Femfat LAB-Adams搭建了路谱求解联合仿真平台,根据实车传感器安装位置在多体动力学模型上建立相对应的测点响应通道,以试车场采集的发动机连接点、减震器安装点等处的实测载荷谱为依据,基于虚拟迭论计算得...
为改善冷滚打成形花键表面粗糙度,提高冷滚打成形花键表面质量。根据冷滚打花键成形原理,研究冷滚打成形花键表面粗糙度主要影响因素(滚打轮转速、工件进给量、滚打方式、击打深度),定量分析滚打轮转速、工件进给量与表面粗糙度之间的关系,进行冷滚打花键试验。研究结果表明:表面粗糙度随滚打轮转速的增加整体呈现下降趋势,表面粗糙度随工件进给...
采用激光选区熔化技术直接成形Ti-6Al-4V钛合金静力试验件,对部分试验件进行热处理或热等静压处理,并对三种状态的部分试验件进行表面打磨,通过试验对比研究了热处理/热等静压、表面处理等后处理工艺对激光选区熔化Ti-6Al-4V力学性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜对不同状态试验件的微观组织和断口形貌进行了观察,分析力学性能变化的原因。...
以汽车6061铝合金材料为研究对象,采用冶金技术通过添加强化相粉煤灰制备样品,基于灰色多响应优化理论建立不同工艺参数下切削加工理论模型,同时进行不同工艺参数的实验,运用理论及实验方法研究了不同工艺参数对汽车6061铝合金材料切削加工的影响。研究表明:汽车6061铝合金材料硬度随着强化相粉煤灰增加而增加,其密度却呈现相反趋势;切削加工过...
为提高铜管的爆破压力,在保证安全的前提下节约铜材,对TP2铜管进行了室温超压强化试验,研究了预处理试验压力与铜管爆破压力的关系,分析了TP2材质抗拉强度的变化。基于28组TP2铜管在不同预处理压力的室温爆破试验,研究表明:(1)如果TP2铜管的强化处理压力等于其屈服压力,可改善铜管钎焊的热影响,铜管的爆破压力与TP2材质抗拉强度在一定程度上可得...
针对传统基于方差的Sobol’法求解效率不高,稳健性不足,且无法进一步对高阶交叉子项的影响进行有效分解和合理分配的问题,文章提出一种实用而有效的基于偏导信息全域统计和最优多项式模型的结构全局敏感性方法。首先采用多项式结构选择构建具有良好拟合能力和预测能力的最优模型,且便于直接积分操作;其次通过对模型变量的偏导进行全域积分将基于...
针对多失效模式相关的机械零部件,利用Copula函数描述相关性方面的优势,提出了一种多失效模式相关机械零部件的可靠性建模方法。基于Vine Copula函数将复杂多失效相关的机械零件可靠性问题转换为对多个二维Copula函数进行分析,采用极大似然估计法和AIC信息准则识别最优二维Copula函数。机械零部件失效模式相对较少,获得失效样本就少。为了避免AI...
为了在减轻车架重量的同时尽可能提高其动、静态结构性能,以车架纵梁、横梁结构参数为设计变量,特别采用最优拉丁实验设计方法进行了样本数据设计,并运用Kriging方法构建了车架NVH、扭转刚度、弯曲刚度及车架质量等性能参数的多目标优化系统的近似模型,利用模糊多目标粒子群算法对近似模型进行了优化,得到了Pereto最优解集。结果表明,所建立的Kr...
为减小内啮合齿轮泵的流量脉动,以PGH型渐开线内啮合齿轮泵为研究对象,建立流量脉动率和齿形参数的数学模型,分析了齿轮泵在外齿圈和小齿轮满足不同啮合关系时的瞬时流量,并据此建立齿轮泵的优化数学模型;将遗传算法中的遗传和变异操作引入到粒子群算法中得到改进粒子群算法,通过此算法对齿轮分度圆压力角、变位系数、齿顶高系数和齿数等参数进...
扩展有限元方法(XFEM)是处理裂纹、孔洞、夹杂等不连续问题中应用最为广泛的数值方法之一。XFEM基于单位分解方法,在标准有限元方法的位移近似函数中引入附加函数项来反映位移场的间断特性和奇异特性。附加函数项的引入,导致XFEM单元刚度矩阵大小不定,标准有限元方法的总体刚度矩阵的组集方法不能直接使用于扩展有限元方法中。本文提出一种基于...
提出了一种新型并联混合动力系统,其采用PX型单环路系统,可有效规避无级变速器的扭矩和功率容量,通过串联两挡变速器,扩大该PX型单环路系统的调速范围。针对再生制动模式,对PX型单环路系统的功率流可逆性进行了验证。该新型并联混合动力系统采用电动机以实现纯电动驱动和制动能量回收,高速重载时发动机和电动机同时驱动车辆。建立了该动力传动系...
为解决掘支失衡问题、提高掘进效率,设计了迈步式拱形超前支护装备。为研究该装置的结构稳定性,首先基于实际工况建立迈步式超前支护顶梁多点分布式静力学模型,并依据力法原理和奇异函数法列出顶梁应力、位移方程。然后运用有限元软件对单组支撑状态下冒顶工况进行静力学仿真,仿真结果表明支护顶梁存在应力集中现象,最大应力达192. 71 MPa,安全...
基于球笼式等速万向节钢球的受力模型,推导了一个钢球在星形套内沟道和钟形壳外沟道内运动时,沟道对钢球的周向力、沟道对钢球的法向接触力、保持架窗口对钢球的法向接触力的表达式。在此基础上,基于Herzt接触理论,对上述受力进行了Adams动力学验证。结果表明:仿真结果和理论计算基本吻合,七沟道球笼式等速万向节的周向力、法向接触力、钢球与星...
在产品实物制造出来之前,运用数字化设计仿真技术对其未来的各种性能进行全面评估、优化改进,是当下装备研发的主流模式。对于复杂结构,由于模型简化等原因,仿真模型与真实模型之间仍存在一定差异,模型置信度是衡量一个仿真模型是否可有效指导结构设计的重要因素。分析了复杂结构产品动力学模型的等效建模方法和影响模型置信度的因素,并结合电子...
微细加工会产生介观尺度下的尺度效应,应用基于位错机制的应变梯度塑性理论,考虑材料的微观结构特性,建立介观尺度下的材料本构模型,可解释微细加工中产生的尺度效应现象。对理论推导出来的介观尺度下的材料本构模型进行分析研究,得到不同切削条件下的应力-应变曲线及仿真结果。研究表明,随着切削厚度的不断增加,材料的应力-应变曲线会逐渐趋向...
自动驾驶车辆需具备独立完成转向操作的能力,传统的电动助力转向系统无法满足该要求。为了达到自动驾驶车辆自动转向的目的,设计可同时满足驾驶员驾驶和车辆自动驾驶两种工况的车辆转向系统,对转向系统关键零部件进行选型设计;根据不同驾驶工况建立转向系统数学模型,利用Matlab/Simulink进行系统仿真。仿真结果表明,该转向系统可以满足自动驾驶...
断裂韧性作为评估管道结构完整性的一个重要参数,对其进行尺寸效应研究具有重要的科学意义和工程价值。当前对金属材料断裂韧性尺寸效应的研究主要集中于线弹性断裂参数应力强度因子K,且大多仅考虑试件厚度的影响。为建立试件尺寸对高强度高韧性管道钢材料断裂韧性的系统影响规律,基于Gurson-Tvergaard-Needelman (GTN)模型对单边切口梁(SENB)试...
基于三维连续介质损伤力学模型,针对双模量纤维增强树脂基(BFRP)复合材料层合结构提出了一种改进的渐进损伤分析方法。首先,根据双模量材料的双线性模型以及正交各向异性材料本构理论,给出了BFRP单层板的应力-应变关系描述方法。其次,采用Dvorak就位强度模型计算了单层板的就位强度。并且,采用三维Hashin强度准则以及指数型材料损伤演化准则描述...
组合转子模化放大或缩小过程中,由于尺寸效应的存在,微裂纹扩展对不同尺寸组合转子动力学性能影响规律尚不明确。应用相似理论的量纲分析法简要介绍微裂纹扩展过程中存在的“尺寸效应”,并以某重型燃气轮机组合转子原型及其2. 3倍缩尺模型和1. 3倍放大模型为研究对象,分析了初始微裂纹随组合转子尺寸同比例变化和不随组合转子尺寸变化两种情况下...
采用Nahshon-Hutchinson剪切修正GTN损伤模型对小冲杆试验进行有限元仿真。以硅钢板为研究对象,基于有限元仿真和因子试验设计方法,研究了损伤演化参数对小冲杆试验载荷-位移曲线的影响程度,得出影响模拟准确性的关键参数为fN、εN、ks,并应用响应曲面法确定了这些参数的取值;断裂参数fc、fF以小冲杆试验载荷-位移曲线模拟和实验结果对比的方法进...
为预测车架的疲劳寿命,建立整车多体动力学模型,在基于实测道路载荷谱的基础上,采用了虚拟迭代技术,得到了车架各接口点的动态载荷。为解决耐久规范中越野路所引起的动态载荷仿真耗时的问题,采用时域损伤编辑法对载荷谱进行了缩减处理,缩减前后各通道损伤值及分布均保持一致,单个循环路面里程由3 km缩减至1. 6 km,加速了动态载荷仿真。通过采用M...
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