钢丝绳网三维细观几何与参数化实体建模

为建立钢丝绳网的细观三维实体模型并实现模型的参数化.以钢丝绳网中的单根钢丝绳作为基本单元,采用坐标变换理论首先建立了包含钢丝绳芯丝和侧丝的三维几何参数模型;再根据各钢丝绳间的编织关系,建立了钢丝绳网的几何参数模型;最后,以所建立的几何参数模型为基础,采用Pro/E完成了钢丝绳网的三维造型设计.研究结果为可为钢丝绳网的力学特性分析及强度、结构参数优化的前期基础工作提供参考.     

细长轴车削加工振动特性分析

根据细长轴车削振动力学理论,建立车削加工过程力学模型,得出细长轴振动特性的固有频率理论计算公式,利用Matlab软件求出振型函数的振动方程曲线.利用ANSYS软件对细长轴车削过程进行模态分析,得出其前3阶固有频率.对比仿真结果和理论振动方程曲线,发现二者结果非常一致,验证了分析结论的正确性.     

基于双摆模型的单晶炉提拉系统摆动现象动力学分析

针对单晶炉旋转提拉系统在运行中出现的摆动现象进行了建模和数值仿真.将该旋转提拉系统简化为在支座简谐激励下的双摆力学模型,模型中考虑了提拉软轴及提拉头的质量.以及系统的阻尼.应用拉格朗日方程导出了该系统的非线性振动方程并加以线性化,通过模态分析将耦合的双自由度振动方程化为两个单自由度方程.应用Matlab平台进行数值仿真,模拟出了提拉系统振动幅值随旋转频率的变化关系.理论分析结果与实际中观察到的现象一致.研究结果为改善提拉系统的动态性能,减小提拉系统的摆动幅值提供了理论方法和依据.     

捷联惯导单轴转停调制中角变速运动影响研究

针对调制型捷联惯导系统中旋转机构的角变速运动,建立了角变速运动模型,推导了该运动过程中惯性器件常值误差和刻度因数误差的形式,在此基础上设计了抵消该误差的旋转运动方式,给出针对角变速运动过程的旋转方案设计原则.利用仿真试验比较了两种转停方案系统定位误差,试验结果验证了改进旋转方案的正确性与适用性.利用自研光纤陀螺系统工作在不同旋转方案下进行验证性试验,结果表明该方法能够有效地抑制旋转过程中角变速运动的影响,提高系统的导航精度.     

汽车减震器弹簧下座的疲劳仿真分析及结构优化

基于准静态有限元疲劳分析方法提取弹簧下座的力学模型,建立了弹簧下座的有限元模型,对其进行了疲劳寿命预测,在此基础上对弹簧下座进行了结构优化.疲劳台架实验和裂纹断口分析验证了疲劳仿真分析的正确性.结果表明疲劳裂纹并非一定发生在结构应力最大处,还与应力梯度以及结构所处的载荷状态相关.     

钢管混凝土拱桥弹塑性分析

建立分块分段的纤维模型,对具有哑铃型截面拱肋的拱桥进行弹塑性分析.建立U.L.列式三维虚功增量方程,采用荷载和位移加载控制,结合Newton-Raphson增量迭代法,求解杆系结构大位移问题.计算单圆管截面钢管混凝土拱肋弹塑性状态下的荷载-挠度全过程分析曲线,计算结果和文献[7]结果吻合较好,验证了模型的正确性.在工程分析中,有效地计算了深圳FR桥的哑铃型截面钢管混凝土拱肋的承载力系数.     

多绳摩擦提升系统钢丝绳横向振动分析与试验

将平衡钢丝绳的质量等效在提升容器上,利用哈密顿方程建立了塔式多绳摩擦提升系统变长度提升钢丝绳偏微分横向振动方程.应用修正伽辽金方法对振动方程离散化处理,以某矿副立井提升系统运行状态曲线作为运动参数输入,分析不平度和激励对提升钢丝绳横向振动的影响.进行了现场测试,并将实测曲线和仿真曲线进行快速傅里叶变换,与获取的幅频特性曲线进行对比,发现仿真结果与试验结果基本一致.研究表明:在外界干扰激励作用下,摩擦提升系统易产生横向振动,上端激励对钢丝绳横向振动的影响会超过罐道不平度的影响,上行工况比下行工况钢丝绳振动剧烈.     

钢丝绳直线段有限元建模与分析

利用Patran软件设计了1×6钢丝绳直线段股和独立绳芯钢丝绳的有限元模型,利用Nastran进行了有限元分析,计算中考虑了一端固定、一端轴向旋转情况下钢丝绳的载荷与应变的关系和股内各钢丝分载荷情况.对比有限元分析结果、理论计算结果和实验结果发现,三者间误差均在容许范围内,验证了本文有限元模型的有效性.     

基于有限状态入流的无轴承旋翼气弹稳定性

为准确分析悬停状态下无轴承旋翼的气动弹性稳定性,建立了一种基于有限状态入流的直升机气动弹性稳定性分析的模型.采用格林-拉格朗日应变张量推导了无轴承旋翼桨叶的非线性应变-位移关系,把桨叶作为多路传力系统进行处理并根据哈密顿原理建立了桨叶运动的有限元方程,非定常气动力采用有限状态状态入流模型.根据桨叶模态方程的特征值判断悬停状态下无轴承旋翼的气动弹性稳定性.数值计算结果表明：采用有限状态入流模型计算桨叶的一阶摆振阻尼比传统的动力入流模型和均匀入流模型与试验数据的符合程度更好,从而验证了本模型的正确性.     

一种改进的旋转湍流亚格子尺度模型及其应用

基于数学物理分析, 发展了一种新型的满足旋转湍流建模规则(即模型的渐近物性坐标不变性条件)的动力学亚格子尺度应力模型, 并针对展向旋转槽道湍流问题, 计算验证了该模型的正确性. 文中采用大涡模拟方法和该动力学亚格子尺度模型, 进一步研究了展向旋转槽道湍流的统计量和大涡Reynolds应力输运方程主要项的变化特性, 分析了旋转槽道近壁区的湍流拟序结构.