机床导轨结合部接触刚度及其影响因素的研究

本文首先对设定条件下的平面移动型结合部的接触变形进行了基本理论解析,并将这种基本解析应用于机床的滑动导轨结合部,对由于接触变形而引起的工作台位移即工作台运动中的姿态变化进行了理论解析。其次,应用由计算机、激光测量装置等组成的测量系统测出工作台运动中的姿态变化,通过实验验证了理论解析的正确性。此外,本文还对影响机床滑动导轨结合部接触变形的因素及其影响程度进行了定量分析,为寻求减小导轨结合部接触变形对机床加工精度影响的措施提供了理论依据。     

直线滚动导轨结合部动力学特性测试及参数识别

基于辨识原理,提出了导轨结合部动力学参数的试验辨识流程,包括标记测量点、频响函数测试、测试数据处理、编制辨识程序等步骤.以组装在床身上的THK导轨结合部为对象,进行了动力学特性测试.并应用Matlab编制了辨识算法,识别出导轨结合部系统法向方向的质量矩阵、刚度矩阵、黏性阻尼矩阵和结构阻尼矩阵,证明了动刚度矩阵法辨识导轨结合部动力学参数的有效性.     

塑料导轨阻尼特性的研究

本文研究了塑料导轨结合部的阻尼特性对加工精度的影响,可移动导轨结合面的阻尼主要是内摩擦引起的,而结合面摩擦可以等效为当量阻尼。通过解析计算获得以摩擦力为参量的系统稳定性判据,系统摩擦力可用计算方法得到。在已知外激力的条件下可以判别系统是否稳定,并以结合部的预变形作为调整环节来改善机床的动态特性。     

滚动直线导轨副可动结合部动力学建模

在系统分析国内外有关滚动直线导轨动力学特性研究成果的基础上,提出了一种新的直线滚动导轨副结合部动力学模型,并通过实验验证了该模型.结果表明.a.所建立的直线滚动导轨副结合部动力学模型具有通用性,可以用于任何一台使用该直线滚动导轨副的数控机床的动力学建模中;b.计算机仿真计算结果与实验结果基本一致,在侧翻和偏航两个模态处,固有频率的仿真计算值与实验值非常一致,误差不超过3%,说明了模型的有效性;c.所建立的模型可以方便地与成熟有限元软件结合.     

基于静态试验的直线七轴接合部刚度优化研究

为描述直线七轴导轨和滑块的接触刚度特性，该文在直线七轴的主要结合部嵌入弹簧单元，并用静态试验优化弹簧刚度。通过不同工况下的静态位移值测试结果比较，证明该优化所得两组弹簧刚度值能够描述结合部的刚度特性，为实际工程解决该类结合部建模问题提供了一种有效的方法。     

多轴精密传动实验平台设计及动态特性分析

传动实验平台的动态特性对精密减速器测试结果的精度和可靠性有重要影响。以自行研制的新型多轴精密传动实验平台为分析对象,基于赫兹接触理论提出了交叉滚子直线导轨结合部刚度的计算方法;根据交错轴减速器测试的实际工况,利用弹簧单元模拟导轨结合部的接触特性,建立了实验平台在极限位置下的动力学模型;在此基础上利用有限元方法进行了理论模态分析,获得了平台的前4阶固有频率和模态振型;最后通过样机测试对平台的动态特性加以验证,得到平台实际工况下的最大振动速度为0.487mm/s。结果表明该新型传动实验平台满足精密设备的振动标准,具有良好的动态性能。     

闭式气浮导轨的理论分析与实验研究

本文简述了工作台闭式气浮导轨的理论分析与实验研究的结果。研制实践表明；闭式气浮导轨具有精度高、刚度高、稳定性好等特点，满足了高速高精度工作台的要求。本文采用有限差分法进行分析，提出了闭式导轨的设计计算公式。它比目前采用的叠加开式导轨特性曲线求取闭式导轨特性的办法更简便，并且可得到不同参数下承载特性曲线及找到闭式导轨的最佳刚度点；实验结果与理论分析比较吻合。     

机床导轨结合部变形所产生的加工误差

本文根据结合面的数学模型进行了下列三方面研究:对常用的机床导轨型式推导通用力平衡方程式;建立各种平面移动式导轨结合部变形的数学模型;得出单层和双层平面移动式结合部变形所产生的加工点位置误差的通用计算公式。用计算机模拟实际工况进行计算,以此对各种导轨结合部在相同条件下的加工误差特性进行了分析比较,为机床设计中选择最佳设计方案、预估设计效果和寻求合理设计参数提供了依据.     

直线滚动导轨动力学精细有限元建模

提出一种可以减少或避免繁琐实验的、通用的导轨精细有限元建模方法.从分析单个滚珠-沟槽的接触特性出发,确定了在不同预紧力作用下单个滚珠的接触刚度;用弹簧质量单元模拟单个滚珠-沟槽的接触,在充分考虑滚珠分布的基础上完成了导轨系统的精细有限元建模.详细描述了创建该有限元模型的具体流程以及关键步骤,并以THK公司生产的SHS-35R型导轨为例进行了实例研究.获得了该导轨系统的固有特性,并与解析模型分析结果相比较,二者计算分析结果基本相符,从而证明所建模型的正确性.     

电主轴单元实验平台螺栓结合部动力学模型解析

针对电主轴单元实验平台系统,在铅垂方向上建立其螺栓结合部动力学模型,利用结合面积积分法计算出结合部的特性参数,对螺栓结合部动力学模型进行理论解析,提出减小振幅的措施.     

旋转体形状优化及敏度分析的拟解析法

常用的灵敏度分析的解析方法具有较高的效率和精度,但使敏度分析和有限元分析交织在一起,增加了形状优化程序研制的困难。本文建议采用基于局部差分的拟解析敏度算法，该法计算效率接近解析法，但程序编制简单易行，只要允许调用分析程序的部分模块,便可将分析程序作为黑箱扩展为优化程序。该算法用来研制受到非对称载荷的旋转体形状优化程序ＲＯＳＯＰ，以火车车轮为例的计算结果对旋转体形状优化有参考价值．     

计及可压缩性的水电站辅机管网时变系统计算研究

水电站的油气水系统由于运行操作或事故的产生 ,其管网会产生“死点”或“死网”而使其实际结构发生变化。传统的管网计算方法 ,无法满足仿真对持续求解的要求。该文在考虑流动的阻尼的同时还考虑了流体的可压缩性 ,推导出相关的公式 ,并建立了数学模型 ,提出了计及可压缩性管网的结点法 ,编制了通用的程序从而使时变的管网系统得以持续求解 ,2个算例的计算结果准确 ,为管网计算的自动建模打下了基础     

强非线性高阶微分方程计算机符号分析法研究

依据等效小参量法的原理,使用Matlab语言编程,用符号迭代法求解出几种典型强非线性高阶系统方程的近似解,并用数值分析验证其结果的可靠性和逼近实际系统的准确程度．所采用的分析方法和所得结果对高阶非线性系统方程近似解析法的推广应用具有重要意义．     

连铸机结晶器振动机构动力学

本文以某钢厂连铸机结晶器振动机构为研究对象,通过建立集中参数混合系统动力学分析模型,采用QR方法对系统模态参数—固有频率及振型作了数值求解计算,并采用系统仿真方法计算了机构的振动响应。为确保分析结果的准确性,利用有限元结构分析程序SAP6,通过建立机构动力有限元模型,对系统的模态参数作了进一步的分析计算。本文分析计算结果将为某钢厂现有连铸机结晶器振动频率的提高及设计新的高频振动机构提供重要依据。     

保角映射法精确求解渐开线直齿轮轮齿挠度

用解析方法推导出渐开线齿轮实际齿廓（包括渐开线和过渡曲线）的保角映射函数、计算方便,而且映射精度高,应用此映的函数求得斯开线直齿轮轮齿挠度的精确解：编制了计算程序：对影响挠度的因素及其影响规律进行了分析,     

桩基测试中基于荷载传递法的应用程序开发

结合自平衡加载试验,研究了荷载传递法求解桩在各个土层界面处的轴力和各个分单元的侧摩阻力,根据荷载传递解析法的假定得到试验桩的极限承载力和桩顶的沉降;同时,基于荷载传递法的解析原理,开发出专用于自平衡加载试验计算的应用程序.     

自锚式吊拉组合体系桥主缆线形计算方法

基于分段悬链线理论,考虑自锚式吊拉组合体系桥主缆锚固点位置及桥塔高度的变化,分别介绍了其成桥和空缆状态主缆线形及主缆无应力长度的计算原理和步骤．考虑索鞍的影响,编制了主缆线形计算程序．算例验证结果表明该方法是正确可行的,所编程序具有收敛速度快、计算精度高、便于工程应用等特点,对自锚式吊拉组合体系桥的设计和施工都具有很好的指导作用．     

多处损伤LY12 CZ铝合金加筋板疲劳裂纹扩展研究

进行了多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展的分析与试验研究.给出了典型的随机载荷谱下铝合金加筋板多裂纹扩展的预计方法.用组合法和类比法计算多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的应力强度因子.考虑每个载荷循环裂纹之间的相互作用影响,以Walker裂纹扩展公式和Willenborg-Chang裂纹扩展公式为基础,用循环续循环进行裂纹累积,用虚拟施加剩余强度载荷和裂尖韧带塑性区连通判据确定临界裂纹尺寸.进行了恒幅谱载荷及程序块谱载荷下加筋板多裂纹的扩展试验研究.对比了铝合金多裂纹扩展的分析预计结果和试验结果,对比结果表明,预测的寿命与试验结果吻合较好.     

用初始函数法计算多层地基的位移和应力

本文应用Fourier积分变换,求出单层横观各向同性弹性地基位移和应力的初始函数解答。然后,利用矩阵递推方法,求出多层横观各向同性地基在表面荷载作用下位移和应力的一般表达式。根据导出的公式编制了微型计算机程序。文中的算例与其它方法结果比较说明了本方法的正确性。     

多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展研究

进行了多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的疲劳裂纹扩展的分析与试验研究。给出了典型的随机载荷谱下铝合金加筋板多裂纹扩展的预计方法。用组合法和类比法计算多处损伤LY12CZ铝合金加筋板的应力强度因子。考虑每个载荷循环裂纹之间的相互作用影响,以Walker裂纹扩展公式和Willenborg-Chang裂纹扩展公式为基础,用循环续循环进行裂纹累积,用虚拟施加剩余强度载荷和裂尖韧带塑性区连通判据确定临界裂纹尺寸。进行了恒幅谱载荷及程序块谱载荷下加筋板多裂纹的扩展试验研究。对比了铝合金多裂纹扩展的分析预计结果和试验结果,对比结果表明,预测的寿命与试验结果吻合较好。