三向外园磨削力仪

应用八角环测力原理，设计并试制了三向外园磨削测力仪，针对等壁厚八角环三向刚度相差过大的特点，本测力仪采用了不等厚八角环结构．对两种结构形式的八角环测力仪磨削试验表明由于不等壁厚八角环缩小了三向刚度的差值，提高了轴向刚度，增强了仪器的抗干扰能力，从而提高了测力仪工作的可靠性和准确性．     

平面磨削测力仪的研制

本文对圆环的弯矩、应力及位移的计算公式进行了推导,并分析了圆环作为测力仪弹性元件的特性,从而证明以圆环作为测力仪弹性元件时,应采用t/R比值较大的厚环,而不宜采用薄环。研制了三种尺寸及不同结构的八角扁环式平面磨削测力仪,经标定及磨削试验证实,圆环的规律性也适用于八角扁环,并且整体厚壁双八角扁环式测力仪是一种性能较好的平面摩削测力仪。     

三维动态磨削力测量平台结构设计

为了实现叶片磨削过程中磨削力的精确测控,针对磨削力变化的高动态特性,提出了采用相互正交的独立弹性元件测量三向正交磨削力的方法,并设计出电阻应变式三维动态磨削力测量平台.通过运用材料力学相关公式进行数学推导和Workbench有限元仿真及实际测试实验验证了其性能.实验表明上述方法有效解决了测力仪固有频率与灵敏度之间的矛盾,并在结构上降低了各向磨削力测量之间的向间耦合程度,为实现高频磨削力的实时精确检测提供了技术保障.     

某轿车白车身结构灵敏度分析及优化设计

以某轿车白车身为研究对象,建立有限元模型,对车身进行动、静态灵敏度分析,以车身结构件的板厚为设计变量,进行车身固有频率、车身扭转和弯曲刚度,以及车身质量对板厚的灵敏度分析,找出对车身动、静态特性影响较大的部件,并根据部件的动、静态灵敏度对车身结构进行优化设计;计算车身质量对其固有频率、扭转和弯曲刚度的贡献率,据此确定最优方案.该方法能够为车身结构动态特性的改进、车身的轻量化和车身结构的优化设计提供重要依据.     

小八角环刀杆式车削测力仪

本文介绍了最近研制出的一种小八角环刀杆式车削测力仪的结构特点、测力原理及性能实测结果,在车削测力仪结构小型化方面做了初步尝试。车刀和测力仪做成整体结构,无机械连接,结构尺寸小,重量轻,提高了测力仪的灵敏度、刚度、固有频率,线性度和重复性均好。由于它同外园车刀一样,可以装夹在车床的方刀架上,因此它既可以用于实验室作为测力仪对三向车削分力进行动态测量,又可以在实际生产上做为传感器或信号源对切削过程进行动态监测。本文还给出了在试验的基础上导出的测力仪固有频率的经验计算公式。     

基于灵敏度分析的车门轻量化研究

利用Hyperworks建立某车型车门的有限元模型,对车门固有频率、下沉刚度进行求解,并通过模态试验验证了有限元模型的有效性。为了提高结构优化效率,采用灵敏度分析方法确定对车门质量、下沉刚度和一阶固有频率敏感的部件。然后,以质量和下沉刚度为设计目标,一阶固有频率为约束条件对车门相应部件厚度尺寸进行多目标优化设计。计算结果显示,优化后的车门质量下降明显,下沉刚度有所提高,且一阶固有频率基本保持不变,实现了结构的轻量化目标。     

大型紧缩场扫描架旋臂结构及动态性能分析

针对扫描架典型件旋臂的机械结构特点、载荷状态及允许变形角度等,结合大型紧缩场性能检测系统工作原理和方法,从工程实际出发,对大型扫描架结构关键件旋臂进行结构参数对平面度影响的灵敏度分析和结构动态性能分析等,得到旋臂的各阶固有频率和振型,为动力修改和再设计提供理论依据.综合分析得知,提高旋臂结构的比刚度并回避低阶共振,可达到要求的测试精度.     

基于结合面的机床摄动分析及优化设计

从简单结构的动力学本构出发,采用撮动理论对基于结合面的机床整机动力学特性进行了分析,指出了结合面的参数变化对整体质量、刚度和阻尼矩阵的影响.通过对比摄动前后刚度和阻尼矩阵的变化,阐述了在整体刚度矩阵摄动下机床动态性能的变化规律,并对动梁式龙门机床进行了特征值的灵敏度分析和定量化动态优化设计,指出了4个结合面刚度对机床固有频率的影响程度,获得了将机床第1阶固有频率从29 Hz提高到35 Hz所需的导轨结合面的确定刚度值.有限元仿真结果表明,特征值一阶摄动法的误差在5%以内,从而为机床结合面的定量化设计提供了理论依据.     

引信齿轮传动系统扭振固有频率的设计灵敏度

研究钟表时间引信齿轮传动系统扭振固有频率的设计灵敏度问题,建立了齿轮传动系统动力学控制方程,推导了固有频率对引信传动系统设计参数的灵敏度公式,其参数是齿轮轴的扭转刚度,齿轮和轴上零件的转动惯量以及各级传动比,为引信齿轮传动系统动力学设计提供了方法。     

高层建筑筒中筒结构受力性能的研究

基于平面抗侧力体系假设和楼板在自身平面内刚度无、限大、平面外刚度零的假设，依据高层建筑筒体结构计算原理，将规则筒中筒结构展开成等效平面框进行计算。利用杆系结构矩阵位移法对筒中筒结构进行静力分析，从中得出一些重结论，对工程实际中合理设计筒中筒结构具有一定的参考价值。     

微机械谐振陀螺的有限元分析

依据微机械谐振陀螺的结构和工作原理,利用ANSYS有限元仿真软件对微机械谐振陀螺的设计进行了计算和仿真.首先计算了陀螺的驱动模态固有频率和检测模态的固有频率,分析了在检测方向的输出位移、哥氏力与输入驱动信号频率之间的关系,在这基础上,得出当驱动模态的固有频率与检测模态的固有频率比较接近时,输出哥氏力灵敏度较大.同时还分析了内框架梁与外框架梁对陀螺驱动模态与检测模态固有频率的影响,并以此为基础,提出了调节陀螺驱动模态固有频率与检测模态固有频率的方法.     

八角环式三向测力传感器的研究

设计了一种锯链锯切木材时可实时动态测量主切削力、进给力和侧向力的八角环武三向测力传感器.通过对主切削力和进给力方向的标定,分析研究贴片位置对被测方向灵敏度、非线性度的影响,以及对非被测方向交叉灵敏度的影响.修改进给力方向的贴片位置,使交叉灵敏度由3.2×10-6N-1下降到4.27×10-7N-1,进给力测试系统的非线性度由原来的7.8%下降到0.025%.主切削力、进给力、侧向力等各测力方向的灵敏度分别为5.51×10-6N-1、6.45×10-6N-1和4.05×10-6N-1.     

加长八角环测力仪的优化设计

本文在参考文献[2]的研究基础上,考虑了加长环中环与梁端部的力与位移的协调,重新导出了加长环刚度与灵敏度的计算公式,提高了计算精度。通过优化设计的分析与计算,确定了选择最佳结构参数的方法和步骤。     

后置式静压电主轴的动态特性及影响因素

本文以某超精密磨床电主轴为研究对象,通过建立弹簧阻尼单元来模拟静压轴承,分析讨论了不同的弹簧阻尼单元的刚度值和结构设计参数对其固有频率的影响规律。然后取弹簧阻尼单元的刚度值为500 N/μm,讨论不同的结构阻尼比对电主轴装置幅频特性的影响规律,为结构的优化和磨削参数的确定提供了参考依据。     

基于灵敏度分析的车辆传动系统扭振分析及仿真

针对轮式车辆传动系统匹配问题,通过建立集中质量模型,分析了扭转振动固有特性的灵敏度,获得了固有频率和振型对惯量与轴段刚度等实际系统参数的灵敏度．基于灵敏度分析,采用多步灵敏度计算方法对其进行动力学修改．Simulink仿真试验表明,动力学修改结构参数可较好地避免扭转振动．本文提出的模拟方法为轮式车辆传动系统匹配分析提供了一条新的途径．     

基于冲击原理的磨削接触区及磨削力建模

磨削力是滑擦、耕犁及切削三个阶段共同作用的结果,仅对切削阶段进行研究通常造成切削力计算值与实测值的误差较大;因此本文考虑磨削接触区冲击效应对整个平面磨削加工过程的影响,将接触区划分为冲击区和切削区两部分.通过分析磨粒在冲击区内对工件产生的冲击载荷的变化情况,建立了单颗磨粒的冲击载荷模型及参与冲击的磨粒数目模型,并结合磨削力在切削区的变化情况,构建磨削力理论计算模型及总磨削力数学模型.最后通过实验研究验证了理论分析的合理性.     

空间含铰可展桁架结构的非线性动力学建模与分析

综合考虑间隙、非线性刚度、摩擦及碰撞阻尼,建立了铰链等效模型,并基于该等效模型建立了含铰可展桁架结构动力学模型。根据铰链的变拓扑结构特点,提出了适用于解决时变非线性动力学问题的附加力方法,对多自由度平面和空间可展桁架进行了动力学仿真,得到了可展桁架的动力学响应。通过设置不同铰链参数和外部激振条件,分析了不同间隙、激振力、摩擦力对含铰可展桁架频率和幅值的影响,结果表明:间隙和激振力增大可导致桁架固有频率降低,响应幅值增大;摩擦力增大可提高桁架的固有频率。多单元桁架伸展臂的动力学试验结果验证了文中建立的含铰可展桁架动力学模型的正确性。     

多向切削力应变传感器设计计算中内力的解法

多向切削力传感器一般变形元件较多,求解内力比较困难。本文提出了利用传感器结构具有三个正交的对称平面的特点,将切削力向三个对称平面的简化。并以平行八角环为例,求解了内力。这种方法具有一定的通用性,是解决类似问题的一种求解思路。     

高层建筑侧向刚度计算的分域样条虚边界元法

采用弹性力学平面问题的分域样条虚边界元法导出了高层建筑平面抗侧力结构的侧向刚度矩阵．该方法只需要输入少量数据,便可准确迅速地计算出平面结构的侧向刚度矩阵,据此即可对整个结构进行静力和动力分析．     

基于冲击原理的磨削接触区及磨削力建模

磨削力是滑擦、耕犁及切削三个阶段共同作用的结果,仅对切削阶段进行研究通常造成切削力计算值与实测值的误差较大;因此本文考虑磨削接触区冲击效应对整个平面磨削加工过程的影响,将接触区划分为冲击区和切削区两部分.通过分析磨粒在冲击区内对工件产生的冲击载荷的变化情况,建立了单颗磨粒的冲击载荷模型及参与冲击的磨粒数目模型,并结合磨削力在切削区的变化情况,构建磨削力理论计算模型及总磨削力数学模型.最后通过实验研究验证了理论分析的合理性.