一种近似恒力弹簧装置的设计

为消除弹簧装置中应力随应变不断变化而产生的多余应力,在卷簧结构中,采用螺旋变径输出轮,用半径的变化抵消力矩的变化,获得近似恒定的输出力,在精度要求不高的场合,采用此方式可形成简便可靠的近似恒力的弹簧装置。     

异形汽车座椅弹簧的刚度及应力分析

以某型异形汽车椅弹簧为研究对象,针对其刚度特性及应力进行理论计算.利用Hypermesh与ANSYS联合仿真研究该异形汽车座椅弹簧的结构特点,并对其弹簧的刚度特性进行应力分析和强度校核.结果表明:基于弹簧串联理论得到的弹簧刚度和仿真结果更接近;汽车座椅弹簧轴向载荷与轴向变形量呈近似线性关系,刚度随着轴向力的增大而小幅增大,在满载工况下,汽车椅弹簧能满足强度要求,符合实际应用要求.利用有限元软件对弹簧进行应力分析及强度校核,并对切应力计算公式提出修正系数,使结果更加合理.     

扭转精度对扭杆弹簧强扭工艺的影响

为了研究扭杆弹簧扭转精度对其强扭过程的影响,利用弹塑性理论对扭杆弹簧强扭过程进行了理论探讨,获得扭杆弹簧在屈服与塑性强扭工况下的断面应力、扭矩及残余应力等变化的数学模型.应用ABAQUS有限元软件对不同型号、强扭工况的扭杆弹簧进行数值模拟,分析了扭转精度对扭杆弹簧强扭效果的影响.结果表明,在强扭工艺允许范围内,扭转误差对扭杆弹簧强扭效果影响不超过5%.试验结果不仅验证了有限元模型的正确性,也得出扭杆弹簧强扭误差在不超过±1°工况下的强扭效果可近似等同的结论,此研究为扭杆弹簧强扭工艺的完善提供理论依据.     

振动筛橡胶弹簧非线性刚度实验及仿真研究

采用实验方法及仿真计算,对振动筛用橡胶弹簧的非线性刚度特性进行研究.实验得到橡胶弹簧在压缩变形过程中刚度变化曲线,分析表明刚度变化可以划分为近似线性区和非线性区两个区间,通过最小二乘法拟合得到不同区间内橡胶弹簧刚度—压缩变形关系式;在实验数据基础上,应用应变能理论,建立了橡胶弹簧的非线性本构方程及其非线性有限元分析模型,很好地模拟了橡胶弹簧的整个压缩变形过程,模型有足够的精度.对于橡胶弹簧工作在近似线性刚度区的情况,提出了均值刚度的概念及其计算方法,建立线性有限元模型进行仿真分析,结果表明在近似线性刚度范围内能够较好地符合实验数据,可以作为非线性分析的替代,解决了非线性分析收敛困难的问题,并减少计算资源占用.本文的研究为振动筛用橡胶弹簧的设计和生产提供了分析方法和理论依据.     

基于微粒群算法的膜片弹簧优化设计

通过对膜片弹簧优化设计目标的分析,选用在摩擦片磨损极限范围内,弹簧压紧力变化的平均值最小及驾驶员作用在分离轴承装置上的分离操纵力的平均值最小为共同优化目标,建立数学模型,应用此模型,采用微粒群算法对某轿车离合器膜片弹簧进行优化设计.结果表明,采用微粒群算法优化后得到的膜片弹簧参数值明显优于原有2种设计方案的数值.膜片弹簧优化设计过程中,微粒群算法能够得到更好的优化结果且算法收敛速度较快.     

关于弹簧振子实验中实验条件的讨论

讨论了在弹簧振子质量不可忽略的条件下,弹簧振子系统振动固有频率的精确解.与通常大学物理实验中引用的弹簧振动固有频率的瑞利近似关系相比较,进而得到该近似关系的应用条件.     

磁力弹簧振子的运动特征

考虑磁力弹簧振子在水平面上的运动情况.通过在求解动力学方程时选择特殊的初始条件,得到了两种不同类型的特殊精确解,同时还考察了当磁场大小发生突变时,对处于稳定轨道运动的弹簧振子所造成的影响;将其动力学方程中的非线性项进行泰勒展开,进而在三阶展开的基础上使用线性化与校正方法得到了其近似解,并且在忽略弹簧原长时,得到了其轨迹为内摆线的近似解.除此之外,还考虑磁力弹簧振子在受到径向周期性外力作用下的受迫振动,通过多尺度法得到其近似解的同时给出了其幅频响应方程.进而发现了因磁场强弱变化导致在其频响应曲线中出现了跃迁现象.与此同时,还求得了径向运动的超谐、亚谐共振近似解.     

流固移动边界网格剖分和更新的改进弹簧近似法

在分析顶点弹簧近似法基础上,改进标准弹簧近似法,推导出修正弹簧刚度,以提高其对大扭曲变形的适应能力.通过NACA0012翼型非结构化网格流场算例检验在大变形下,改进弹簧近似法生成网格的质量.通过映射方法,把改进弹簧近似法用于结构化网格,提高网格更新质量.引入网格单元的长宽比和倾斜度等2个参数以定量分析网格质量.分析表明,改进弹簧近似法亦可有效地运用于结构化网格.通过二维圆柱绕流算例验证了用本文方法在网格更新方面的正确性.     

转动参照系中有质空载弹簧的应力分布和长度的影响因素分析

考虑质量时处于转动参照系中的弹簧并非均匀伸长使得其中应力逐点变化。从理论上推导了转动参照系平面与水平面成任意角时有质空载弹簧匀速转动情况下弹簧的应力分布公式和长度公式,根据公式编程写程序分别绘制出了3种角速度下、3种倾角下弹簧应力分布图和3种倾角下弹簧长度图。在工程设计中利用该公式既可方便、快捷地选择弹簧,又可准确地确定弹簧的应力分布或预测弹簧的长度,保护弹簧。     

弹簧振子非线性振动的周期计算

利用拉格朗日方程建立了弹簧振子非线性振动方程,应用第一类完全椭圆积分求出了非线性弹簧振子周期的精确解;应用迭代法求出了弹簧振子周期的近似解. 利用MAPLE 9.5计算机绘图,分别作出了周期精确解随振幅、弹簧原长、质量和劲度系数的变化曲线,并将Tex和Tapp进行了比较. 所得结论为周期与弹簧原长成正比,与振幅成反比;利用迭代法所求得的近似解与精确解比较,具较高的精度.     

Spiral Torsion Spring Optimization Design for Separation Devices

As a driving element,the spiral torsion spring can control the release velocity by the optimization design of spring parameters and be used for separation devices,which is conducive to unlocking synchronicity and low-shock of the separation. On the basis of analyzing the performance requirements of the spiral torsion spring in a spacecraft device,the optimization design model of the spiral torsion spring is given, which takes the spiral torsion spring's length,width and thickness as the optimization variables,and the minimum volume as the optimization objective. The model considers output torque,strength,the maximal resetting load,holding force,and low shock as constraint conditions. A case is given to analyze the proposed model. The analysis results show the optimization scheme decreases the volume of the spiral torsion spring and meets the performance requirements of the separation device.     

恒力弹簧的载荷-变形特性分析

作者围绕恒力弹簧的恒力效果问题,利用变形能分段法对恒力弹簧的载荷-变形特性进行了详细的分析与研究,得到了恒力区内弹簧载荷随变形变化的规律.在此基础上,通过实例计算比较了不同制造工艺(正卷和反卷)下恒力弹簧的载荷-变形特性,同时分析了卷筒直径对恒力弹簧特性的影响规律.研究结果表明,这种分析方法更为精确,可用于指导恒力弹簧的设计.     

基于单片机的半导体激光器恒流源设计

介绍了采用集成运放反馈型结构的恒流驱动源设计,用于确保半导体激光器功率输出恒定。基于单片机的控制系统实现电流控制精度为0．1mA;采用大功率达林顿管作为调整管,输出电流连续可调整范围较大。该电源还具有限流保护、延时软启动等功能。     

基于DOE及RSM的单线圈磁流变阻尼器优化设计及动力性能分析

设计了一种单线圈磁流变阻尼器,并推导其阻尼力数学模型.为使磁流变阻尼器在固定尺寸内得到最优性能,采用实验设计（design of experiments,DOE）和响应曲面法（response surface methods,RSM）相结合的方法得到磁感应强度与设计变量的近似响应函数,建立目标函数并求解得到最优几何参数.对单线圈磁流变阻尼器进行电磁场仿真和动力性能仿真;搭建动力性能测试试验台,分别测试优化前后阻尼器在不同电流、频率、振幅及速度下的动力性能.实验测试结果表明,优化前阻尼器最大输出阻尼力仅有253 N,优化后阻尼器的最大输出阻尼力可达560 N;优化前阻尼器最大可调范围为3.7,优化后阻尼器的最大可调范围为4.8,输出阻尼力随电流变化连续可调,具有良好的动力性能.      

干片式制动器弹子加压装置的力传递效率研究

针对弹子加压装置输出力损失严重的问题,从弹子加压装置的摩擦与偏载方面出发,建立了一种弹子加压装置的力传递计算模型.基于弹子加压装置的结构特点和运动特点,依据库伦摩擦定理和赫兹接触理论分析量化摩擦和偏载对装置输出力的影响,并依据装置的拟静平衡方程,得出了弹子加压装置的力传递效率计算公式,同时对公式中的相关参数进行讨论.结果表明:装置滚珠处摩擦阻力会严重影响弹子加压装置的力传递性能、装置中弹子槽最优螺旋角为19.88°、调整弹子槽与弹子的匹配尺寸可以改善弹子的传力特性.      

A novel colloid probe preparation method based on chemical etching technique

Several fundamental problems in hydrophobic force measurements using atomic force microscope (AFM) are discussed in this paper. A novel method for colloid probe preparation based on chemical etching technology is proposed, which is specially fit for the unique demands of hydrophobic force measurements by AFM. The features of three different approaches for determining spring constants of rectangular cantilevers, including geometric dimension, Cleveland and Sader methods are compared. The influences of the sizes of the colloids on the measurements of the hydrophobic force curves are investigated. Our experimental results showed that by selecting colloid probe with proper spring constant and tip size, the hydrophobic force and the complete hydrophobic interaction force curve can be measured by using AFM.     

液压压紧式牵引传动装置的滑动特性

研究了液压压紧式牵引传动装置的变速原理,以及内、外摩擦副的牵引系数与传动比之间的变化规律,探讨了该传动装置的滑动特性分析方法.基于弹流动力润滑理论建立了传动装置牵引特性计算模型与研究方法,分析了不同滑滚比和法向压紧力下摩擦副的功率特性,在此基础上推导出了传动装置输入功率、输出功率与总滑动率的关系.结果表明:在同一滑动率下,液压压紧式牵引传动装置的传动功率随着法向压紧力的增加而增大,当剪切应力接近极限剪切应力时传动功率趋于稳定;在同一法向压紧力下,传动功率随着滑动率的增加呈现先增大后减小的趋势;在传递相同功率时,可通过增大法向压紧力来减小滑动率,以提高传动效率.     

液压压紧式牵引传动装置传动效率研究

以自行设计的液压压紧式牵引传动装置为基础,针对装置传动过程中的自旋功率损失和滑动功率损失进行了理论研究,结合弹流润滑理论对内、外摩擦副的牵引特性进行了数学建模,并通过多重网格方法进行了联合求解,从而获得了系统的传动效率及其变化规律.研究结果表明:液压压紧式牵引传动装置具有转速高、功率大的传动特性,通过控制液压压紧力,可使传动装置的传动效率达到95.5％以上;自旋功率损失随着传动比的增加呈现出先减后增的变化规律,滑动功率损失随着传动比的增加而减小,当传动比大于0.5时,滑动功率损失趋于稳定;系统的效率随着传动比的增加呈现出先减后增的变化过程.     

连续拉弯矫直机承载能力分析

针对目前连续拉弯矫直机延伸率达不到设计要求,V型带磨损严重,并出现打滑这一问题,在分析连续拉弯矫直机构成和矫直原理的基础上,推导出了矫直机传动系统速比及理论延伸率的计算公式.对传动系统承载能力进行了分析,得出了无级变速器额定输出扭矩偏小是连续拉弯矫直机延伸率达不到要求的主要原因.提出了增加弹簧刚度以增加无级变速器输出扭矩的改进措施,使矫直机实际延伸率满足生产要求,具有一定的理论和工程实用价值.     

导弹舵机动态加载技术

分析了电液伺服加载和板簧加载的工作原理与特点,搭建了试验平台,并分别对两种加载方式进行了试验研究. 理论分析和试验结果均表明:以板簧加载为代表的机械加载,结构简单、成本较低,但加载精度低,灵活性差,仅能实现近似线性的简单加载规律;电液伺服加载结构复杂,但能够实现多种加载规律,可模拟导弹舵机的真实负载状态. 采用基于小脑模型神经网络(cerebellar model articulation controller, CMAC)的复合控制方法能够有效抑制多余力,提高加载精度.