某汽车转向器横拉杆连接杆优化设计研究

针对某汽车转向器横拉杆连接杆的应力集中问题,在设计开发过程中,对连接杆主体型面结构进行优化设计,并基于Hyperworks软件进行有限元仿真,求得了优化前、后连接杆的最大应力值,验证了该优化方案的可行性。     

前端开孔的大振幅柱型超声变幅杆

提出了一种前端开横向矩形通孔的柱型变幅杆.利用有限元方法计算了谐振频率下振幅放大倍数和输出端面位移分布,研究了孔尺寸对变幅杆谐振频率的影响并优化了孔尺寸,得到最大放大倍数,与传统变幅杆相比放大倍数有大幅提高.分析了优化前后变幅杆的应力.将变幅杆与换能器相连接,激光测振仪测试了振动系统的频率、振型、变幅杆的输出端面位移分布及相对于变幅杆输入端的振幅放大倍数,测试结果与有限元计算结果一致.测试结果还表明激励电压与变幅杆输出端位移具有线性关系.     

基于遗传算法的五杆机构运动性能优化

为了解决现有的平面五杆机构的运动性能优化问题,以平面对称的五杆机构作为优化对象,以并联机构的雅克比条件数作为目标函数,采用非线性规划的遗传算法,对五杆机构的杆长进行优化.按照所得的五杆机构优化后的杆长,在MATLAB中进行了运动学仿真,并得到了优化前后五杆机构第三关节处的运动轨迹.进一步计算出优化前后的五杆机构的雅克比条件数,得到了相应图表.结果表明:所提出的优化算法可以有效地提高五杆机构的性能.     

空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析

为满足航空宇航领域中对可重复连接分离技术的需求，提出了一种小型轻量化、有容差、高承载和高刚度的空间重复锥杆卡爪式连接分离机构. 采用ANSYS Workbench软件对空间重复连接分离机构进行静力学仿真校核其高承载能力，采用ADAMS软件建立该机构的运动学模型并验证其运动可行性. 基于等效弹簧接触模型建立了空间重复锥杆卡爪式连接分离机构的连接刚度显示表达式，利用ANSYS Workbench软件分析在无预紧力条件下和仅有预紧力条件下的刚度，并进行线性函数拟合. 结合线性规划方法，优化了预紧力使刚度和承载能力同时最大化. 最后，研制原理样机，开展10次以上重复连接与分离实验，证明了该设计的有效性. 通过研制重复锥杆卡爪式连接分离机构，为其在飞行器交会对接、卫星在轨服务、天线重复展开和大型宇航结构在轨构造等工程应用领域提供技术支撑.      

装配式水泥路面夹环连接式传力杆接缝设计及验证

面向可拆卸装配式水泥路面,提出了一种夹环连接式传力杆接缝,在阐述其特征和基本参数的基础上,选取挠度传荷系数和弯沉差作为指标,使用有限元方法分析了下开口槽、传力杆、夹环构件等参数对夹环连接式传力杆接缝传荷能力的影响,同时分析了夹环连接式传力杆接缝的构件及界面应力的变化规律,得到了合理的接缝参数;此外,通过室内足尺试验评价了夹环连接式传力杆接缝的传荷性能。结果表明,提出的夹环连接式传力杆接缝的传荷能力满足要求,具有一定的工程应用价值。     

连续挖坑机主运动四杆机构的优化综合

本文根据连续挖坑机作业的工艺要求和钻头理论,首先对连杆曲线进行了优化选择,然后根据优化后的连杆曲线进行了挖坑机主运动四杆机构的优化综合。本文在进行四杆机构优化综合时采用了简便而实用的初值选取法——四杆机构分析图谱法。     

SIMP拓扑优化的拉压杆模型研究

采用SIMP应变能最小化的优化准则方法,对基于拓扑优化技术建立拉压杆模型的设计流程进行了深入研究.并对基于SIMP法拓扑优化建立拉压杆模型的影响因素进行了系统研究,总结出将最优拓扑转化为构件拉压杆模型的原则.为验证其最优性,对一简支开洞深梁建立了多种拉压杆模型,并与基于SIMP法的拓扑优化建立的拉压杆模型,通过承载能力和有效系数进行方案的比选.研究结果表明基于SIMP拓扑优化的拉压杆模型应变能和钢筋体积比最小,而承载能力较大.     

大振幅比直孔型指数形变幅杆

为了降低直孔型指数形变幅杆加工成本,满足应力加载下的实际应用并追求大的放大系数,提出了用螺栓连接的直孔型指数形变幅杆.推导并计算了变幅杆的频率方程和放大系数;有限元法分析了在谐振状态下,螺栓连接的直孔型指数形变幅杆的位移和应力分布曲线.结果表明,在谐振频率和外形几何尺寸相同时,螺栓连接的两段直孔型指数形变幅杆的放大系数比实心变幅杆大,比直孔型指数形变幅杆略小,且应力曲线基本光滑,可以用于实际的超声加工.     

基于旋量与包络理论的蛇形机器人安全攀爬

针对正交关节连接的蛇形机器人,文中提出了一种新的基于旋量与包络理论的螺旋攀爬运动研究方法.首先应用旋量理论对蛇形机器人进行运动学建模与求解,以降低传统D-H参数法建模的复杂性;然后基于包络思想分析蛇形机器人在攀爬运动过程中与圆柱杆的接触关系,提出了二值图像表示法来揭示机器人与圆柱杆的包络状态;最后基于弹性包络的分析结果,求得蛇形机器人的螺旋攀爬力,进而提出以安全攀爬力和攀爬系数为优化目标的控制参数优化模型.仿真结果表明,攀爬力与弹性包络状态间具有一致性,从而验证了文中提出的优化模型的正确性.     

永磁球形电动机定子线圈座的应变分析

利用气隙磁通密度解析模型和洛仑兹力公式建立了球坐标系下空心定子线圈所受切向电磁力和径向电磁力的解析模型。利用定子壳体和线圈座的有限元模型计算定子线圈座在电磁力作用下的应变,分析了定子壳体厚度、线圈座连接杆长度和直径对应变的影响。最后利用有限元法和解析法对样机进行分析并对结果进行比较,验证了解析模型的正确性和准确性。分析表明,当定子壳体厚度和连接杆直径线性减小而连接杆长度线性增大时,定子线圈座在电磁力作用下产生的应变量在一定范围内线性增加,然后显著增加。     

大功率柴油机的连杆设计

介绍了大功率柴油机连杆设计的方法和原则。通过对连杆静力和动力的综合分析，解释了连杆设计中的关键问题，为大功率柴油机的连杆设计提供了一种实用的设计方法。     

消防多功能抢险车油缸连杆机构的优化

针对某消防多功能抢险车油缸连杆变幅机构变形失效问题,采用Creo、Adams与Ansys软件建立油缸连杆机构和履带车力学模型,仿真分析履带车运动过程中连杆各铰点受力情况。结果表明:连杆变形失效的主要原因是其多处位置强度超过材料许用应力。以最大力为边界条件,利用有限元方法对抢险车油缸连杆进行强度分析,并以油缸连杆铰点最大受力值为优化目标,采用灵敏度分析、优化设计的方法对油缸连杆各铰点进行优化。仿真结果表明:优化后连杆各铰点受力峰值降低50%,最大应力值为20814 MPa,比优化前降低513%,小于材料的许用应力,产品未发生变形失效,优化方案有效。     

基于ANSYS的活塞连杆强度分析

以柴油发动机活塞连杆为研究对象,利用Pro/E软件建立了连杆的三维实体模型,在ANSYS软件中,根据其在实际工况下的边界载荷条件,在连杆内孔上施加余弦分布荷载,研究连杆杆身应力分布状态,为连杆组件的实际设计提供理论参考。     

断裂面缺损定量分析及其对连杆强度的影响

借助连杆裂解实验获得断裂接合面，利用逆向工程重构断裂面，建立带缺损的连杆模型，实现连杆断裂面缺损定量描述.探究不同尺寸、不同位置的缺损对连杆强度的影响，以此为依据制定加工中相关技术标准.通过模拟得出:随缺损尺寸增加，连杆承受的应力逐渐增加，连杆强度降低.缺损面积越大，其对连杆应力的影响越显著.同尺寸缺损当其位于接合面内部时，连杆的等效应力大于其位于接合面边缘，即内部缺损带来的危害高于边缘缺损.为保证连杆强度，缺损尺寸应满足:边缘缺损，当1.5mm＜b＜2.5mm时，a≤-1.125b+5.0875;面内缺损，当1.4mm＜b＜2.1mm时，a≤-1.143b+4.8.     

CAD在内燃机连杆设计中应用

讨论了计算机辅助设计（CAD）在内燃机连杆组设计中的应用,介绍了中小功率内燃机连杆CAD系统的构建过程,讨论内燃机CAD系统时所面临的关键问题及其解决方案,该系统的核心部分有：连杆设计导引、中小功率内燃机工程数据库、工程算法库及图形输出平台,对连杆设计的初期设计阶段的交互过程及参数化设计过程作了相应论述。     

反复荷载作用下机械连杆外形优化设计

给出了以反复荷载作用下机械连杆杆外形优化设计的方法，该方法在对受力构件加以一定限制的条件下，选择使边界上的最大应力值达到最小的边界形线，改善构件受力状况，所归结的非线性规划问题，采用混合罚函数方法结合无约束极小化问题的直接搜索法求解，应用力分析采用有限元计算技术。     

汽车发动机曲柄连杆机构动力学分析

利用柔性多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的发动机曲柄连杆机构动力学仿真分析模型。并根据所建立的模型，对某汽车D6114B发动机曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了仿真。通过仿真计算，得到考虑曲轴柔性时的曲轴主轴颈、连杆轴颈载荷、活塞、连杆等惯性力以及发动机的输出特性。为发动机曲柄连杆机构的设计与改进提供了重要依据。     

工艺参数优化下连杆摆动副衬套结构强度研究

文中运用有限元法仿真了强力旋压下衬套中产生的残余应力,并基于温度等效模拟法获得了考虑残余应力下的连杆摆动副结构强度特性,进而开展了针对连杆摆动副衬套刚强度特性受减薄率、进给比和热处理温度等衬套工艺参数的规律分析和优化计算.结果表明,减薄率、主轴转速、进给比对残余应力值影响不大,残余应力值沿轴向呈对称分布,且两端较大;在连杆摆动副中,残余应力会使连杆摆动副工作中的应力与变形增大,残余应力较大处增幅明显,而对接触压力影响较小;由响应面优化该型衬套的应力和变形下的最优工艺参数为减薄率28.37%、进给比0.154和热处理温度261.73℃.      

北京吉普212发动机连杆的有限元分析

应用ANSYS结构分析软件,对北京吉普212发动机连杆进行了三维有限元分析.得出了螺栓预紧力对连杆大头圆度的影响;预紧力与工作载荷共同作用下连杆的应力和变形云图,为进一步改进设计提供了理论依据.     

基于二维模型的连杆齿形配合面微动数值分析

以某柴油机锯齿定位型连杆大端为研究对象,应用有限元技术对连杆大端齿形配合面的微动作用进行数值计算和研究.对连杆体作必要简化并建立二维有限元模型,以连杆预紧工况、最大受拉工况、最大受压工况为基础,对齿形配合面的微动滑移量、法向和切向应力进行了计算,分析了微动磨损摩擦功参数W与扩展裂纹位置的预测参数G;定量解释连杆大端齿形配合面的微动损伤问题.研究结果表明,适当减小接触面摩擦系数并在合理范围内降低螺栓预紧力,均会对减少锯齿处微动磨损行为产生积极影响.