过渡配合中孔轴尺寸误差的概率分析与控制

提出一种用概率分析法获知孔、轴在各种过渡配合中,间隙(或过盈)发生概率的理论计算方法。并对几种常用过渡配合的理论计算值及实际统计值作比较,这对于机械设计中的精度选择有实际参考意义。本文还提出运用统计尺寸公差手段,控制实际尺寸的概率变化特性,以期使配合按正态对称分布,改善配合性质,提高产品技术性能。     

配制配合公差在零件尺寸公差的运用

以往在配制配合公差选择方面，多是以“先按互换性生产选取配合，配制的结果满足此配合公差”的方法来进行。配制配合零件的尺寸公差以设计时提出的配合公差为依据，并参考国标规定的公差带进行选用。本文讨论了大尺寸段公差与配合的特点，测量误差对配合公差的影响，并提出了如何保证配制配合配合性质的方法。     

关于公差综合与边界尺寸的分析

自从国家标准“公差与配合”、“形状和位置公差”实施以来,公差带(Tolerance zone)、公差综合以及它们的选用,引起人们的重视。公差带这个概念是十分重要的。它不仅涉及到公差原则(Tolerance Priciples),而且涉及到配合性质和精度设计。公差带和公差综合又与边界尺寸有关,正确理解些这概念与相互关系,对于设计时正确理解既念与相互关系,对于设计时正确综合或分配各项公差以获得良好经济效益有决定性意义。 本文就尺寸公差带、形位公差带、公差综合、边界尺寸以及边界尺寸内的补俊提出一点管见。     

平面轨迹机构多目标的运动精度可靠性评价

提出了一种多尺寸概率综合法,对考虑构件杆长公差和运动副间隙的平面轨迹机构进行了运动学设计.构建轨迹点运动误差的概率模型,以运动精度最大失效概率最小化为目标,将可靠性和运动无缺陷作为性能概率约束,建立了机构运动精度可靠性概率优化设计数学模型,并验证了模型的有效性.在满足给定运动输入输出关系的前提下,优化出了各配合方案的最优杆长及允差等设计参数.根据铰点配合方案及优化获得的杆长尺寸公差均值,得到了不同铰点配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度;结合预估制造成本,进行方案综合评价.研究结果表明铰点B,C,A和D的配合间隙对机构运动精度可靠度的影响程度依次增大.兼顾成本和可靠度,给出了最优设计方案.     

虚拟设计中公差与配合的检验和分析方法

探讨了虚拟设计中公差与配合的检验和分析方法.根据国家标准规定的标准公差及优先配合建立了参考数据库,提出了公差与配合检验的准则.通过检索参考数据库对公差与配合进行检验,对不合理的公差给出修改建议,然后根据生产实际选用最坏分析法或统计分析法对尺寸/公差链进行分析.若不符合设计要求则进行百分比贡献分析,并对百分比贡献较大的尺寸公差提出修改建议.     

零件互换性设计中的综合公差带

理想边界是由尺寸公差和形位公差综合形成的,它代表实际要素在满足设计要求条件下的极限状态。本文从机械零件在互换性设计过程中尺寸公差、形位公差对配合性质的影响入手,提出一种综合公差带,以解决遵守不同公差原则的零件互换性设计。     

高精度零件配合公差的计算法

本文主要分析机械零配件的设计及高精度机械结构的公差与配合理论分析。在以往的机械设计中多是根据现有公差标准及经验数据,这在某些批量加工生产中能得到很好的应用,但在单件成产及做零配件过程中会碰到一些困难。因此,本文主要从理论的角度,采用计算方法来确定尺寸公差及形位公差并举实例说明此方法的应用。     

焦面板孔与单元的配合设计及可靠度分析

通过分析功能公差、配合公差和储备公差之间的关系,合理地确定了焦面板孔与单元配合的公差等级.提出了焦面板孔与单元配合的可靠度概念及设计方法.利用配合件尺寸服从正态分布条件的可靠度公式,定量地反映了焦面板孔与单元的实际配合达到设计要求的程度.计算结果表明,这种方法较传统设计方法更加科学,为判断焦面板孔与单元的配合设计是否合理提供了一种科学的评价方法.     

面向虚拟装配公差建模方法的研究

阐述了虚拟装配系统中公差建模的基本方法,建立了零件尺寸公差与装配体配合公差的模型,利用约束关系图表达了零件尺寸信息与装配体配合关系信息,利用尺寸公差模型与约束关系图通过有关算法生成装配尺寸链。     

膜片弹簧设计的概率优化研究

详细讨论了膜片弹簧尺寸参数的公差范围对其载荷、强度性能的影响,建立了膜片弹簧的优化设计数学模型,并运用概率统计方法确定约束条件,编制概率优化程序。以某膜片弹簧为例进行仿真计算,对比概率优化善后膜片弹簧的产品合格率,分析原因,得出了膜片弹簧主要尺寸的公差带宽是影响其生产成本的关键因素的结论,因而应适当控制公差带植。仿真计算结果表明：概率优化设计方法提高了膜片弹簧的设计水平,进而掌握了其产品质量控制的主动权,使生产成本得到降低。     

双作用叶片泵减振槽几何尺寸优化设计

本文通过分析双作用叶片泵减振槽对压力脉动的影响,分别讨论了叶片泵工作腔增压的三个主要因素,以此为依据建立了叶片泵工作腔压力的数学模型,并应用优化设计方法,以减振槽的几何尺寸为设计变量,求出额定工况下,压力脉动最小时减振槽的几何尺寸.     

穿孔板空气薄膜阻尼结构隔声特性

为了提高空气薄膜阻尼结构中低频段隔声性能,提出了采用复合穿孔结构的空气薄膜阻尼结构,即穿孔板空气薄膜阻尼结构。首先,利用有限元统计能量(finite element-statistical energy analysis, FE-SEA)混合法构建了空气薄膜阻尼结构的数值模型,并与实验结果进行了对比,验证了模型的有效性。在此基础上,研究了穿孔板空气薄膜阻尼结构孔的位置、穿孔率、孔径及孔的形状和排布方式等结构参数对其隔声性能的影响。研究结果表明,在附加板上穿孔使空气薄膜阻尼的隔声性能有明显提升,而基板上穿孔其隔声性能改善效果不佳。并且穿孔率和孔径是影响隔声性能的重要因素,而孔的形状和排列对隔声性能影响不大。此结构为中低频段空气薄膜阻尼隔声结构设计提供了依据,具有重要的工程应用价值。     

基于正交设计法的潜水泵空间导叶水力优化

运用正交设计法,对井用潜水泵空间导叶进行优化设计,选取潜水泵空间导叶的进口宽度、导叶叶片轴向长度及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离,以扬程、效率及轴功率作为评价指标,基于正交设计法设计了9组方案.通过数值计算及极差分析结果表明:导叶叶片轴向长度对潜水泵扬程和轴功率影响显著,导叶进口宽度对潜水泵效率变化较为敏感,保证一定的导叶叶片与导叶场域出口距离能改善潜水泵性能.基于多目标优化设计,可以确定本次研究的最佳方案组合为空间导叶进口宽度25 mm、导叶叶片轴向长度101 mm及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离20 mm.通过分析前三级叶轮效率、导叶出口静压及流线分布图看出,优异的空间导叶设计使导叶内部流体状态较好,保证叶轮效率维持较高水平,同时泵内流体保持较好的流动稳定性.     

宽轨机车水平悬挂参数对临界速度的影响

针对某型宽轨机车,建立了机车转向架临界速度分析模型和10自由度蛇形运动微分方程,利用特征根法求解转向架的临界速度,分析机车水平悬挂参数对临界速度的影响以及一系横、纵向刚度和二系横向减振器参数之间的匹配关系。研究结果表明：二系水平悬挂参数对机车临界速度的影响相对较小;一系横、纵向刚度与二系横向减振器刚度的适度增大均可提高机车的临界速度,合适的二系横向减振器阻尼值可使临界速度达到最高;二系横向减振器最优阻尼值随一系纵向刚度的增加而减小,并逐渐到达稳定值;二系横向减振器最优阻尼值随二系横向减振器刚度的增大而增加;随一系横向刚度的增加,二系横向减振器刚度较小时,二系横向减振器最优阻尼值先减小后增大,二系横向减振器刚度较大时,减振器最优阻尼值也增大。     

油气平衡悬架可调阻尼阀外特性的设计

针对油气平衡悬架幅频特性的特点,提出了其阻尼外特性非线性设计的原则.以提高整车的瞬态响应特性、平顺性、车轮接地性为目标,对某油气平衡悬架可调阻尼阀外特性进行了稳健性设计.结果表明,合理设计可调阻尼阀大阻尼状态下开阀前阻尼系数,可以提升车辆的操纵性和状态转换时的舒适性;应用田口方法设计了大、中、小三级阻尼阀外特性参数,使悬架的性能更加稳健.     

弹支阀片双筒液压减振器的阻尼特性

建立了局部载荷作用下弹支环形阀片的力学模型,并讨论了阀片变形的影响规律;利用专用减振器示功机对其阻尼特性进行实验研究,并与理论推导的结果进行了对比与验证.研究了不同关键参数对减振器阻尼特性的影响规律,结果发现:随着弹簧刚度和阀片厚度的增加,减振器复原行程的阻尼力增大,且速度越大,阻尼力增幅越大;阀片环形受载面积对阻尼力有显著影响,因此建议在减振器的设计阶段对该参数进行考察设计,以扩展产品性能区间.研究结果可为弹簧阀片式减振器的设计提供可靠准确的理论参考.     

螺旋桨自身参数对空泡性能的影响分析

为了研究盘面比、纵倾、螺距比与侧斜对于螺旋桨空泡性能的影响，采用粘性计算流体力学方法开展了系列的数值计算分析．采用结构化网格方案，并将桨叶表面以及桨毂表面的网格进行加密．通过把4种湍流模型的计算结果与实验值对比，选择出合理的湍流模型．而后通过调整参数输入，分别改变盘面比、纵倾、侧斜和螺距比，比较螺旋桨表面空泡分布的相应变化，从而得出一些有价值的结论，为螺旋桨理论设计中参数的初步选择提供依据．     

Structural Optimization of Damping Groove Based on Valve Plate Dynamic Cavitation Response Model

To reduce cavitation occurring on valve plate of piston pump,an optimization design method was introduced to quantitively analyze the accurate relationship between structural jet groove parameters and cavitation. Using the computational fluid dynamics（ CFD） method,the absorbing and discharging processes in piston pump were simulated dynamically. The damping groove＇s structure effects on both jet angle and pressure shock were analyzed visually with a series of different parametrical grooves. By establishing parametrical damping groove model,the piston pumps＇ dynamic analysis was integrated with CFD analysis,experimental design and approximation model, etc. The mathematical model of plunger pressure during oil back period,jet angle and structural parameters of damping groove were established in the form of second-order response surface method（ RSM） model. The damping groove structure of valve plate was optimized on the basis of the RSM model. Test data shows that the anti-cavitation performance of optimized valve plate was obviously improved. And this method provides theoretical foundation for the structure design of damping groove.     

脉冲进气条件下弹性约束导叶可变几何涡轮性能研究

文中基于可调涡轮弹性约束导叶的概念,采用流固耦合方法研究了在脉冲进气条件下,弹性约束导叶涡轮的非稳态特性以及脉冲幅值和频率对其性能的影响,通过与传统可调涡轮对比,分析了弹性约束导叶可调涡轮性能发生变化的原因.结果表明,脉冲进气幅值越小,频率越低,弹性约束导叶可调涡轮相对传统可调涡轮流量提升率越大,输出功率提升率越大,效率下降率越低.通过对转静子进口气流角以及导叶出口压力损失分布的分析,论证了弹性约束导叶涡轮性能对脉冲幅值和频率发生变化的原因.      

撞击流吸收器吸收性能实验研究

：利用清水吸收空气中的ＣＯ２,在实验室内考察了撞击流吸收器的吸收性能,并与具有内循环的喷射式吸收器、鼓泡式吸收器进行了对比。实验结果表明,撞击流吸收器的吸收率和体积传质系数明显高于具有内循环的喷射式吸收器和鼓泡式吸收器。对吸收器用于有固体产物生成的吸收过程进行的初步实验表明,撞击流吸收器对Ｈ２Ｓ的吸收率比具有内循环的喷射式吸收器高,且在吸收过程中,无固体产物堵塞喷嘴现象出现。这一结果对进一步将撞击流吸收器用于有固体产物生成的化学吸收过程的研究具有指导意义