高速四点接触球轴承力学模型的数值求解算法

文中根据Hertz 弹性接触理论分别建立了零转速和高速工况下四点接触球的力学模型; 针对高速四点接触球轴承力学模型数值求解初值难以确定和不易收敛的问题,提出了一种基于Newton-Raphson 理论的高速四点接触球轴承力学模型的数值求解算法,并给出了迭代变量取值范围及收敛因子的选取原则． 为了降低求解难度,文中通过对高速四点接触球轴承力学模型进行数学变形,使得未知量的个数减少了一半． 为了解决求解规模较大非线性方程组时经常出现卡死现象的问题,文中通过优化算法解决卡死现象,并提高了计算效率． 文中算法计算结果与Jones 程序结果的比较表明,调整收敛因子可控制文中算法的收敛性和收敛速度,从而验证了文中算法的正确性．     

预紧对高速角接触球轴承动态刚度的影响

以滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,建立考虑预紧的高速角接触球轴承动力学模型.依据赫兹接触理论,给出考虑预紧的轴承径向刚度、轴向刚度和角刚度计算表达式.以7012/CD轴承为例,分析预紧对高速角接触球轴承动态刚度的影响.分析结果表明,定位预紧下轴承的径向刚度随转速的增大而增大,而轴向刚度和角刚度随转速的增大,先增大后减小;定压预紧下,轴承径向刚度受转速影响较小,而轴向刚度和角刚度随转速增大急剧下降.当轴承转速较高时,采用定位预紧较定压预紧可获得更高的刚度.     

滚珠丝杠副导程误差的谱分析与理论分析

本文应用谱分析技术,对滚珠丝杠副的综合导程误差作了分析,找出了影响综合导程精度的主要因素,井运用弹性接触理论,证明了谱分析的有关结论是基本正确的。文中还提出了一种自动确定谱峰频率的方法。     

静力模型优化分析简支T梁桥横向分布系数与刚度

鉴于桥梁荷载试验成本高且对试验人员专业性要求较高,为了能为桥梁监测提供更为贴合实况的理论数据,提出一种基于结构静力学试验测试结果修正理论参数的方法.该方法能考虑T梁间的剪切变形,比铰接T梁法更贴合梁间实际联系状况,提高了分析精度,降低了对试验人员专业性要求,并将该方法应用于有机玻璃铰接T梁桥模型的横向分布系数与刚度分析.结果表明:不考虑梁间剪力影响,在简化分析模型分析计算下,荷载横向分布影响线的计算结果与铰接T梁法一致,确保了所提简化模型与分析结果的准确性;该方法得到的荷载横向分布系数与实况契合度优于铰接T梁法,更能准确反映桥梁实际刚度;以有机玻璃模型静力实测响应值为基准,识别简化分析模型的关键控制参数,基于实测数据、修正后的理论模型及采用软件提取值计算得到的横向分布系数差异性较小,从而证实该方法能更好地反应桥梁实际刚度,为桥梁监测提供更为贴合实况的理论数据.可见静力模型优化分析简支T梁桥,在最不利荷载作用下的梁体下挠量优化率达27.71％,在3种工况下,下挠量最大梁体影响线数值优化率分别达到34.82％、13.07％和5.46％.     

深沟球轴承滚动体误差对应力变化规律的影响

以深沟球轴承为研究对象,通过力学研究,建立了一种能够在考虑滚动体误差情况下的滚动体与滚道间接触应力及轴中心轨迹的计算模型。通过数值编程,应用一组算例,系统研究了滚动体发生误差时对内外圈接触应力和轴心轨迹的影响规律,绘制了最大接触应力、平均接触应力、轴心轨迹的变化曲线,并加以分析说明。     

一类误差不独立的变量含误差模型

对一类不独立变量含误差模型进行了探讨,建立了相应的模型,用极大似然方法给出了参数的估计;考虑了此模型的实例应用,并从相对偏差上将独立变量含误差模型与不独立变量含误差模型的结果进行比较,揭示了不独立EIV模型的先进性与较好的预测精度.     

轴承座同心度误差对深沟球轴承-转子系统振动性能的影响

以深沟球轴承支承的转子为研究对象,对存在轴承座同心度误差的轴承滚道、滚动体受力变形及转轴挠曲变形进行了力学分析,构建了轴承座同心度误差情况下轴承施加在转轴上的附加弯矩的计算模型。通过修正传递矩阵,构建了考虑轴承座同心度误差的滚动轴承-转子系统的振动性能计算模型。利用该模型对一个具体的滚动轴承-转子系统进行计算研究,分析了轴承座同心度误差对转子系统振动性能的影响规律,得到了一系列规律性曲线,并进行了解释。     

线性模型中误差分布的基于L1估计的相合核估计

线性模型ｙｉ＝ｘｉ＇β＋ｅｉ，ｉ＝１，…，ｎ，的误差序列｛ｅｉ｝ｉ＾ｎ＝１有未知密度ｆ（ｘ）。本文在一定条件下证明了ｆ（ｘ）的核估计ｆｎ（ｘ）＝１／ｎａｎ∑＾ｎｉ＝１ｋ（ｅｎｉ－ｘ／ａｎ）的弱相合性，逐点强相合性，一致强相合性，其中ｅｎｉ为Ｌ１估计的残差。     

广义误差分布下CVaR模型的股市风险研究

以沪深300指数数据为样本,首先利用广义误差分布与正态分布假定下的GARCH模型对我国股票市场收益率波动特征进行定量分析,然后运用CVaR模型对股票市场的风险进行实证研究,并与基于VaR模型的风险测度值进行比较.研究结果表明,广义误差分布假定下的GARCH模型能够更好地反映出我国股票指数收益率尖峰厚尾的特性,而使用CVaR模型则有利于提高金融市场风险测度的准确性.     

不对中工况下的修形齿轮副啮合特性分析

由于对齿轮进行鼓向修形可以有效缓解不对中故障对系统的影响,改善啮合状态,提升传动的平稳性.因此,基于轮齿承载接触分析理论建立考虑轮齿修形以及不对中的啮合特性分析模型,并通过ANSYS对模型的有效性进行了验证;基于本文模型分析了不同接触状态下的齿轮副时变啮合刚度与接触应力;最后以降低齿面接触应力为优化目标,对不对中齿轮副的鼓向修形量进行了优化.本文方法在保证计算精度的前提下极大地提升了计算效率,可为不对中齿轮副的修形优化设计提供理论依据.     

张拉仿生机器鱼身体刚度分布对鱼体波参数的影响特性实验研究

摘要：鱼体波是鱼体的被动特性（如刚度及其分布）与周围流体交互作用的结果。鱼体刚度分布与鱼体波参数密切相关,然而这两者的联系却鲜少被探索。在这篇文章中,我们借助前期研制的张拉仿生机器鱼,通过实验初步探索鱼体的身体刚度分布与鱼体波参数之间的关系,有助于学者们更好地理解刚度分布在鱼类游泳中的作用。首先分析了真实鱼类刚度分布的不均匀和多样性特点,并介绍了鱼体波参数的计算公式。接着使用鱼体波重构方法,获取了张拉机器鱼在 1.87 Hz 频率时,不同刚度分布下的鱼体波参数。实验结果显示游动速度、摆幅、相位、波速和曲率与刚度分布之间存在关系。通过调整机器鱼的刚度分布,最大可提高约 30%的游动速度和约 21.5%的波速,并且可实现与真实鱼类相似的摆幅和改变最大曲率发生的位置。另外,非均匀刚度分布在提高游动速度、改变摆幅等方面存在优势。并且机器鱼第四关节的刚度对游动速度和波速具有较大影响,但对曲率影响较小。刚度分布与鱼体波参数的相关性有助于机器鱼通过控制身体刚度优化鱼体波参数,从而提高性能。     

浅谈DEM的坡度坡向误差空间分布

坡度和坡向是一些自然资源数据库中最重要的数据,由于地形表面本身的复杂性,所以在研究坡度计算时误差是处处存在的。包括基于DEM提取的尺度效应变异特征,平均高程、高程标准差、顶点密度的空间分异,能够对地貌形态特征进行有效的标识。DEM误差和坡度坡向误差的关系,关于坡度坡向误差空间分布的矛盾,并找到相对正确的参考方式。     

转子-齿式联轴器-轴承系统不对中动力学特性

在齿式联轴器不对中啮合力模型基础上,基于有限元分析建立了齿式联轴器不对中转子-轴承系统动力学方程,通过数值仿真和试验测试研究了联轴器不对中对转子-轴承系统动力学特性和稳定性的影响规律.结果表明:虽然齿式联轴器具有一定的不对中补偿能力,但不对中仍会导致其连接转子系统的倍频振动,且倍频振幅随着不对中量的增加而增加.在转子-齿式联轴器-轴承系统不对中量增加过程中,油膜振荡和齿式联轴器自激振荡交替或耦合影响系统的稳定性.因此,不对中转子-联轴器-轴承系统的振动比较复杂,蕴含着丰富的非线性振动现象,在研究时应充分考虑啮合力和油膜力的耦合效应.     

联轴器对中误差的表达方法

分析了机器安装过程中联轴器两轴线的公垂线与联轴器中心的相对位置关系的随机性及机器地脚支承面方位的随机性,指出了两种随机性所产生的误差,说明了国外工程界在描述联轴器对中误差时所用的4参数体系存在的不足.为改进对中误差的测量方法、判断方法及标准(公差)、调整方法,提高测量、控制精度提供了理论依据.     

转子系统不对中-碰摩耦合故障的动力学特性

针对由于轴承不对中而引起不对中-碰摩耦合故障的转子-轴承系统,建立了双盘不对中-碰摩耦合故障转子系统力学模型和有限元模型.基于非线性有限元方法,使用等效不对中力矩及接触理论研究了不同转速对系统动力学特性的影响.研究结果表明,不对中-碰摩耦合故障常常以碰摩故障特征为主,并且二倍频出现较早及其峰值会急速增大.进一步运用小波基函数对故障信号进行等宽频带的划分,通过对故障转子系统频域响应中二倍频峰值变化趋势的分析研究发现,可将二倍频比例值作为含有不对中故障转子系统故障严重程度的一个判断依据.     

空间自回归模型误差分布估计的渐近性质

考虑空间自回归模型,其误差是独立同分布的随机变量,具有公共的未知密度f(x),基于残差构造了f(x)的非参数估计(f)n(x),研究了(f)n(x)的渐近性质,在一定条件下证明了(f)n(x)的渐近正态性.     

基于误差分布特性的机器人闭链协调轨迹规划

针对机器人关节柔性误差提出利用误差分布空间描述操作精度的方法,耦合各关节的操作误差得到真实操作点在空间中可能存在的区域,进而得到机器人沿各个方向上的操作精度.给出了误差分布空间的计算方法,通过对低维误差空间的分段升维,解决了计算难度随维数指数倍增长的问题.研究了闭链协调操作过程中的误差分布特性,并基于误差分布空间分析了冗余度机器人关节自运动特性对闭链协调操作精度的影响.研究结果表明:同一操作精度对应的关节构型不唯一,且操作空间中误差最小值对应的关节角度并不连续.为此提出了一种基于最小二乘的误差极小化机器人轨迹规划方法,并通过仿真验证了该方法的有效性.     

太阳轮偏心误差对人字齿行星传动动态特性影响

以人字齿行星齿轮为研究对象,考虑人字齿轮实际结构,基于集中参数理论,建立计入各个构件轴向振动的人字齿轮行星传动广义动力学模型,建模中考虑制造偏心误差和齿廓误差、轴承支撑刚度、轮齿时变啮合刚度和陀螺效应等影响因素.该模型可用于具有不同类型制造误差和任意数目行星轮的人字齿行星传动振动性能分析.采用数值算法求解系统受迫振动响应,分别分析了时域和频域动态响应.以太阳轮制造偏心误差Es为例,着重研究Es对人字齿行星传动动态特性影响规律.结果表明:制造误差Es增强了人字齿行星传动系统中的动态响应以及动态啮合力的波动.     

径向不对中对高速滚动联轴器特性影响的研究

滚动联轴器是在国家科技攻关项目研究中发明的一项发明专利产品.为了揭示滚动联轴器在高速传动中的不对中特性规律,基于滚动联轴器啮合数学模型,采用耦合矩阵法,建立了联轴器一转子径向不对中耦合振动方程,结合实际试验模型,对比计算分析了联轴器分别在完全对中与径向不对中量分别为0.8、1.6、2.4、3.2、4.0 mm情况下的动态响应.计算结果显示,滚动联轴器在高速传动中随着径向不对中量的增大,左、右半联轴器周期性振荡随之加剧;且左半联轴器振荡幅度有加大的趋势,这将导致联轴器左端转子系统因剧烈振荡而失稳,而右半联轴器振荡幅度增加较平稳,受左半联轴器影响不大,有利于平稳传动,说明滚动联轴器能较好地隔离不利振动在轴系间的传递,保护从动系统不受破坏.     

偏心与安装误差对封闭差动人字齿轮传动系统静力学均载特性的影响

基于集中参数理论,建立了采用中间浮动构件的封闭差动人字齿轮传动系统静力学模型．通过计算载荷不均匀系数,获得了齿轮偏心误差、安装误差与载荷不均匀系数间的关系曲线,进而分析了偏心与安装误差对传动系统均载特性的影响．结果表明: 各行星轮/星轮偏心误差的初相角相同时,行星轮/星轮的偏心误差对系统两级载荷不均匀系数没有影响; 与差动级行星轮不同,安装误差引起的封闭级各星轮载荷不均匀系数不随时间变化; 差动级的载荷不均匀系数大于封闭级,且对误差较为敏感．