卫星偏置动量轮3D模型的优化设计与有限元分析

为提高卫星姿态控制系统的精度、寿命以及确定卫星合理的有效载荷和性能指标,提出了偏置动量轮整体优化设计方案.通过三维实体建模软件Pro/E建立轮体、壳体的密封罩和底座的简化几何模型,依据动量轮轮体和壳体的特性与设计要求,建立动量轮整体优化设计的数学模型;利用Matlab软件中fmincon和fminimax函数分别进行偏置动量轮整体优化设计计算.结合优化结果对结构尺寸进行适当调整,取动量轮半径为81 mm,轮缘高度和宽度分别为24、6 mm,轮辐高度和宽度分别为21、6 mm,轮体内环倒圆和外环倒圆为20、5 mm,壳体厚度为1 mm.经有限元分析验证后轮体的静态和动态性能均达到了指标要求,体积减小了15％.     

大型柔性摩天轮轮辐索预张力确定方法研究

以北京朝天轮结构设计为背景,通过分析确定轮辐索预张力需考虑的因素,给出了确定大型柔性摩天轮结构轮辐索预张力的方法,包括预张力值域的确定方法及其调整方法,在值城范围内调整预张力需考虑的各种因素,及估算合理预张力的简便算法.指出轮辐索预张力值域上限由180度索是否满足轮辐索安全系数确定,值域下限由0度索是否松弛确定;减小轮缘自重或适当减小轮辐索的安全系数可增大值域范围,而增大轮辐索截面积可能引起调整预张力的恶性循环;轮辐索预张力的确定还需考虑轮缘平面内外的刚度及90度索的松弛;由于轮辐索预张力和轮缘自重的比值R可大致决定结构的受力特性,故大型柔性摩天轮结构可采用与北京朝天轮相近的R值初步预估轮辐索预张力值.     

新型轻轨列车轮轨接触的数值分析

对于采用钢套橡胶轮的新型轻轨列车,其轮轨之间的力学行为有别于钢轮-钢轨、汽车轮胎-地面的力学行为。运用Ansys有限元程序,采用柔-刚面接触单元,模拟新型车轮与刚性钢轨之间的接触问题,分析轮缘橡胶的变形规律,建立橡胶变形与作用荷载之间的函数关系。引入等效刚度系数,将轮缘橡胶等效为三向弹簧,从而简化新型轻轨列车系统的力学模型。     

轮缘半径对月球车鼓形轮原地转向阻力矩影响分析

为了给月球车的车轮构型设计、运动控制、模拟仿真等提供理论参考,基于地面力学理论,提出鼓形车轮下陷量判断方法,研究了其转向时轮-地接触的剪切特性与推土特性,并建立鼓形车轮原地转向的力学模型.理论分析表明:转向阻力矩随轮缘半径的增加而呈渐近线性增加.轮缘半径越小,车轮的转向阻力矩越小,使鼓形车轮较圆柱车轮具有更好的转向灵活性.利用月球车车轮运动性能测试系统对2种轮缘半径的车轮进行了原地转向实验,实验结果表明了该理论模型的正确性.     

齿轮图G_(2n+1)的协调性

所谓齿轮图 G_(2n+1)是将轮图 W_(n+1)轮缘的每一条边上再加上一个点所得到的图,在本文中我们证明了齿轮图G_2n+1是协调图。     

基于激光位移传感器的城轨车辆轮对尺寸在线检测技术

为提高轮对尺寸测量效率及精度,提出了一种基于2D激光位移传感器的轮对尺寸在线检测技术。将2D激光位移传感器布设在轨道两侧,对经过检测区域的车轮踏面进行动态扫描,然后对采集到的数据进行坐标变换、数据融合等处理,并对处理后的踏面数据进行四阶分段曲线拟合,以实现轮缘高、轮缘厚及轮径的准确计算。为验证系统的可行性,将系统安装在实际现场进行车轮轮对尺寸在线检测,并将系统测量结果与人工测量结果进行比较。试验结果表明,系统能够完成轮对尺寸在线检测功能且检测精度高,轮缘高、轮缘厚的检测精度为±0.2 mm,轮径的检测精度为±0.5 mm。系统测量精度满足实际现场测量要求,具有较高的可行性,完全可以取代人工测量方法以提高轮对尺寸测量效率。     

基于马尔可夫过程的地铁车辆轮对磨耗建模及其镟修策略优化

基于广州地铁车辆轮对的磨耗数据,在分析轮对磨耗特点的基础上,对轮缘厚度和踏面直径的磨耗状态进行划分。然后根据马尔可夫理论,分别建立轮缘厚度和踏面直径磨耗的数学模型,得到轮缘厚度和踏面直径的一步转移概率矩阵。最后采用轮对镟修控制限策略,利用蒙特卡罗仿真法,以轮对期望使用寿命和期望镟修次数为指标,实现轮对镟修策略的优化,并给出了轮对镟修策略的四种优选方案。     

一类图构形的Orlik-Solomon代数及Tutte多项式

研究得到了n-秩轮图及其导出图构形的Orlik-Solomon代数的计算公式,n-秩轮图关于某条边的删除B_n以及n-秩轮图的Tutte多项式的一般表达式,并计算了n-秩轮图（n=5,6）的双变量着色多项式,举例说明图的双变量着色多项式与Tutte多项式是不相同的。     

浮体绳轮波浪发电系统研究

海洋能获取及转换是波浪能发电系统的关键环节.合理的浮体结构和能量转换装置的设计将大大提高能量获取及转换效率.为提高波浪能利用率,降低波能转换装置成本,设计新型点吸收式波浪发电装置——浮体绳轮波浪发电系统.基于线性规则波理论及粘性阻尼理论,考虑浮体附加质量及附加阻尼影响,对浮体上升和下降阶段进行受力分析,分别得到了浮体上升和下降两个阶段的运动方程,推导出浮体完整的运动方程.利用数值计算得到浮体获取最优转换效率的阻尼系数C=10600N·s/m,然后通过水动力学频域及时域分析对数值计算结果进行了验证.理论分析及仿真过程为浮体绳轮波浪发电系统的研究和实际应用提供了理论基础.     

直齿三星轮装载机构的谐响应分析

为探究直齿三星轮装载机构的动力学性质,利用更新的拉格朗日法和ANSYS软件分别建立了直齿三星轮装载机构的力学和实体模型,通过谐响应分析获得了不同激振频率下星轮的等效应力云图及位移响应曲线。模态分析表明：激振频率f=1．8～2．4Hz时,该型直齿三星轮装载机构不发生共振,星轮转速n=36～48r／min时工作稳定。该研究进一步阐明了直齿三星轮装载机构的动力学行为,为其改进设计提供了理论依据。     

自行车轮网强度分析

采用力法对轮网进行应力分析。轮网承受两种载荷,一是通过辐条传递给轮网的负载,二是由于辐条的张力传递来的力。分别计算出轮网上的内力,然后进行叠加,得到一个计算轮网强度的普遍公式,为改进轮网设计提供理论依据。     

基于实测的车轮虚拟试验台搭建及参数修正

为了提高某A级车平台轮毂的性能,车轮的设计过程中要通过台架试验来确保产品符合结构耐久性的要求.尝试通过搭建虚拟试验台来快速预测台架上车轮应力状态,以台架试验贴片应变仿真为研究内容,将实际台架试验与数值实验分析相结合,考虑多种因素对仿真结果的影响,如螺栓紧固力大小、球面螺栓和轮辐接触面的相互作用、焊缝的模拟、轮辋和轮辐之间的装配过盈量、加载轴刚度、冲压工艺等参数,进行不同方案的对比分析.扫描轮辋和轮辐的三维尺寸,测量冲压工艺使轮辐产生的厚度变化,修正有限元模型的参数使仿真应变输出与实测应变输出更相近,从而更准确地模拟台架试验,初步搭建了车轮的虚拟试验台.     

包机中内槽轮机构的运动和力分析

对包装机械中常用的内啮合槽轮机构的运动和力分析进行了探讨。通过内啮合槽轮机构的动停比和运动特征分析,可确定出最大角速度,此最大角速度与外槽轮机构相比较动力性能比后者好;通过圆销对内槽轮的最大压力值和内槽轮平均功率的分析,为校核零件强度,选取电机功率提供了一定的理论依据。     

ProCAST在汽车轮毂制造中的应用

为适应人们对汽车轮毂款式的追求,缩短汽车轮毂的研发周期迫在眉睫。应用CAD软件UG创建轮毂和模具的三维模型。借助CAE软件ProCAST自定义材料数据库,并模拟铸造过程。通过研究铝液充型和凝固过程,分析温度场变化、固相比例、Niyam判据以及缩松和缩孔等。研究表明：轮毂轮辋上下边缘以及浇铸中心处容易出现缩松和缩孔。在轮辋中心处、轮辋与轮辐交接处的模具区域采用保温措施,在与浇铸中心缩孔密集处接触的模具区域适当增加冷却强度,可实现顺序凝固,获得高质量的铸件。试验结果为汽车轮毂生产企业新产品的研发提供理论预测以及改进建议。     

均力带轮的结构及理论分析

提出了一种用于V带传动的均力带轮结构,通过理论分析得出下述结论：该带轮能实现各带初拉力均匀并始络保持均匀状态,使用这种带轮能延长V带寿命并增加传递的功率。     

对角元为零的本原矩阵指标计算

本文对于一类对角元为零的本原矩阵的指标计算问题进行了研究。反映在图上,即一类无环本原轮形指标计算,指标集为{n十2,n+3,n+4}。另一类无环本原扇形的指标为(n-k)与不超过(n-1)/k的最小整数的乘积加k。这里k为本原扇形辐的条数.k=1时,达到所有本原矩阵的指标上界(n-1)~2+1。     

曳引绳绕行运动动态模型

采用集中质量的方法,建立了一种新型的曳引绳绕行运动的动态模型,并通过Lagrange乘子的引入将曳引轮的运动作为约束条件施加在绳子上.提出了一种约束条件变换的判断方法,该方法能够动态地预测下一时刻的约束情况,并及时对约束方程进行相应的调整.仿真结果表明,该模型能够用于模拟和研究绳子在曳引轮上的局部动态行为.     

钢丝绳的静应力分析

从提升钢丝绳的受力情况入手，对钢丝绳静应力做了较详细的分析，指出钢丝绳在悬垂段与天轮切点为最大受力点。     

石油钻机滑轮效率的精确测试

本文运用虎克定律和起升运动学的基本原理,提出了石油钻机滑轮效率精确测试的新方法。通过对滑轮效率的测试结果表明:石油钻机单滑轮效率为0.97;使用弯板式传感器可以在不停机、不切断钢丝绳和大载荷情况下测试钻机载荷。