接触载荷作用下非均质材料表层应力集中分析

利用数值化等效夹杂方法分析接触载荷作用下规则分布杂质单元影响材料表层最大von Mises应力大小和位置,并与相同工况下均质材料分析结果进行对比。在此基础上,研究不同分布参数下正态分布杂质单元对材料应力集中行为的影响。研究结果表明:在特定接触载荷作用下,均质材料表层最大von Mises应力随摩擦因数增大而增大,但杂质单元的存在将改变最大von Mises应力位置变化规律。非均质材料基体表层应力集中随分布杂质单元x方向平均坐标值增大而逐渐增大;随y方向平均坐标值增大而逐渐减小;随杂质单元半径增大而先增后减;分布杂质单元体积分数增大将导致基体最大von Mises应力上升。     

水润滑轴承的动态仿真分析

利用有限元方法研究了水润滑轴承的三维模态及其应力分布规律和谐响应结果,模态频率与实验结果基本一致.由水润滑轴承的物理模型建立其三维数值分析模型,并应用有限元工具求解,分析了外壳材料对特征频率的影响关系,并着重探讨了内外层材料结合对谐响应的影响规律,为降低试验成本以及材料设计和结构改进提供依据.     

刚柔复合齿轮结构参数对其动态特性的影响分析

刚柔复合齿轮是通过内部柔性部件自适应变形协调实现高可靠精密传动的新型齿轮.为了探究复合齿轮变形协调参数对其动态特性的影响,在建立刚柔复合齿轮综合啮合刚度模型的基础上,采用ADAMS建立了刚柔复合齿轮副虚拟样机.分析了齿圈与轮毂之间的间隙、齿轮副的中心距、金属橡胶的弹性模量对复合齿轮齿圈加速度、角加速度、啮合力和动态传动误差等动态特性的影响规律.仿真结果表明:减小齿轮副中心距使得齿圈与轮毂角加速度和齿轮副啮合力明显减小,传动精度也有所提高;增加金属橡胶弹性模量可以有效抑制齿圈振动加速度,但啮合力增加;齿圈与轮毂间隙增大,齿圈的加速度增加,传动误差增大,角加速度有所减小.综合以上因素,减小齿轮副中心距和齿圈与轮毂间隙,增加金属橡胶弹性模量可以减小复合齿轮振动,提高传动精度.     

卷吸速度方向与椭圆短轴成一夹角的弹流润滑渐近网格加密算法

针对数值求解卷吸速度方向与椭圆短轴成一夹角的重载薄膜弹流润滑问题,提出将渐进网格加密(progressive mesh densification,PMD)算法的思想应用于此类问题的求解,建立了此类问题雷诺方程的离散差分格式,运用快速傅里叶变换算法计算点接触弹性变形,采用PMD网格跳转方法加速迭代收敛,最后得到此类问题的完全数值解和油膜形状分布图,并与前人的实验数据进行了对比分析。结果表明:在重载薄膜润滑条件下,数值求解结果与前人的实验结果相一致;与直接在最终网格上进行迭代相比,文中提出的方法可以在粗糙网格上迅速消除误差,为高密度网格提供更好的初值,从而使计算收敛速度提高1倍以上,证明了PMD算法在求解此类问题时具有良好的收敛性和有效性。     

滤波减速器传动机器人的自适应RBF反演法控制

针对具有参数未知、外界扰动、强耦合、非线性和多变量的滤波减速器传动机器人建立系统数学模型并对其进行自适应RBF神经网络反演法控制。利用自适应RBF在线逼近系统模型中的未知非线性项设计基于自适应RBF神经网络的反演法控制器同时结合Lyapunov稳定性分析方法论证闭环系统的收敛性。所提控制方法有效地抑制诸如参数未知、外界扰动等对滤波减速器传动机器人的性能影响。仿真分析表明所提出自适应RBF神经网络反演控制器实现了滤波减速器传动机器人的高性能位置跟踪控制并具有很好的控制精度和鲁棒性。     

采用通用膜厚方程的动压径向轴承形状优化

针对目前动压轴承形状优化的局限性,提出了一种不受现有形状约束的新方法.采用傅里叶级数形式的通用膜厚方程表征任意可能的轴承形状,以最大承载力为目标函数,通用膜厚方程级数系数为设计变量,以及最小油膜厚度为限制条件,建立了动压轴承形状的优化统一数学模型,并用遗传算法进行形状优化,将极值问题通过对可变项级数系数的参数优化逐次逼近.与传统的形状优化方法相比,优化后的轴承形状突破了现有轴承形状的制约,使轴承承载力得到了显著提高.     

填充材料对齿上开槽滤波减速器性能的影响

在滤波减速器轮齿上开槽可以改善其力学性能和传动平稳性,但传动精度会下降,本文考虑在槽缝内填充材料,以使滤波减速器的综合性能得到平衡和提高。用有限元法研究了不同的槽缝宽度填充紫铜、硬铝合金、尼龙1010和丁腈橡胶4种材料时,滤波减速器的力学性能和传动性能。结果表明:槽缝很小时,填充丁腈橡胶可以减振降噪,对传动精度没有改善作用;槽缝较大时,填充硬铝合金,不但提高了轮齿的力学性能和传动平稳性,传动精度也得到控制。     

渐开线内啮合圆柱齿轮副的回差控制与补偿

为控制渐开线内啮合圆柱齿轮副的回差,对设计及制造过程中影响齿侧间隙的各误差因素进行分析、归类并量化。在认识各相关误差的形成机理与周期变化规律的基础上,考虑对各误差因素进行控制、补偿的可行性与最低成本控制,提出了齿侧间隙控制与补偿方法。包括基于等效变位齿轮的齿厚偏差补偿方法,齿轮变形协调设计,以及考虑各误差因素的最小侧隙啮合中心距设计计算公式。最后采用模数为1,内外齿轮齿数为45、40,精度等级为7级和6级的两对齿轮进行实验验证,试验结果表明采用该方法可将齿轮副的空程回差控制在3′以内。     

纳米坡缕石改进水润滑轴承性能的研究

水润滑轴承的摩擦性能取决于橡胶轴瓦的润滑状态、硬度、动态粘弹性等.选取坡缕石(AT)纳米粉体,经硅烷偶联剂KH-550表面改性处理后,加入NBR制成AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件与AT/NBR水润滑轴承试件.检测表明,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件的综合力学性能、硬度提高.动态力学分析仪DMA测得,NBR,AT/NBR橡胶轴瓦硫化胶试件0℃时的损耗因子大约相等,表明两者的湿滑能力基本不变.通过轴承摩擦磨损试验机,测出AT/NBR轴承试件的水润滑摩擦噪声、摩擦系数与磨损量降低.以上实验表明,AT/NBR轴承试件比NBR轴承试件的摩擦磨损等性能指标有所提高,并达到了美军标(船舶)MIL-DTL-17901C(SH)的规定.     

纳米Al2O3对聚乙烯工程材料性能的影响

采用压制和烧结的方法，制备了纳米Al2O3和超高分子量聚乙烯的复合材料。用MPV－200型摩擦磨损试验机和腐蚀磨损试验机研究了纳米Al2O3粒子对超高分子量聚乙烯工程塑料的摩擦磨损性能的影响。结果表明：纳米Al2O3粒了不仅显著地提高了超高分子量聚乙烯的耐磨性，而且降低了超高分子量聚乙烯的摩擦系数，同时使得超高分子量聚乙烯的硬度增大，扩大了超高分子量聚乙烯材料的应用范围。