急回四杆机构综合综述

概述了急回四杆机构综合的理论、急回特性参数的定义,总结了急回四杆机构的各种综合方法,分析了急回四杆机构传力性能指标。     

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。     

非线性弹性地基上具有传力杆的中厚矩形板的非线性静力分析

以非线性弹性地基上中厚矩形板为研究对象,探讨了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力特性．根据Reissner中厚板理论,建立了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力控制方程,构造了一组满足全部边界条件的试探函数,并运用伽辽金法求解该组非性方程．根据数值计算的结果,讨论了中厚矩形板结构参数、地基参数及传力杆参数对非线性弹性地基上具有传力杆的中厚矩形板的非线性静力特性的影响．     

平面六杆机构优化设计与运动仿真

以平面六杆机构中的滑块在工作行程时的速度波动最小为追求目标,以机构存在曲柄及良好的传力特性为约束条件,建立优化设计数学模型,并应用约束变尺度优化算法进行优化设计计算,获得机构的尺寸参数。在SolidWorks软件中建立机构的装配体模型,并运用COSMOSMotion 插件进行运动仿真,输出机构运动动画视频、图线等运动信息,为平面连杆机构的优化设计提供了一种可视化途径,以此检验或判断机构优化设计数学模型、程序设计及计算结果的正确性和合理性,也为其它机构的仿真设计提供了借鉴。     

单元式无砟轨道板间传力杆设置的计算方法

为控制单元道床板的板端变形,加强其板间整体性,兰新高铁等线路采用板间传力杆设置方案,进而保障轨道结构的稳定性和线路行车的平顺性,然而目前我国铁路系统尚缺乏传力杆设置的相关理论和计算方法。基于数值仿真及工程实际建立力学模型,通过理论推导和现场试验验证等确立简单可靠的传力杆配置计算方法。研究结果表明:传力杆的设置可有效加强单元道床板间的整体性,其控制板端变形的能力随着板间传力杆和单元道床板横截面抗弯刚度比值、单元道床板长度和伸缩缝宽度比值的增大而逐渐提高;受制于传力杆不能传递纵向轴力,传力杆设置抑制的板端横向变形幅值存在上限,该上限幅值小于原有变形幅值的50%;实际工程应用中传力杆须适量配置,过量的传力杆配置引起的控制效果改变不明显。     

考虑机场道面结构损伤的传力杆设计修正方法

为了减少机场道面结构损伤对接缝传荷性能的影响,基于相似理论,分别对传力杆松动和板底脱空2种损伤形式下,道面板受荷性能进行了模型试验研究。同时,采用ABAQUS有限元软件建立了接缝设传力杆的机场水泥混凝土道面结构三维有限元模型,对道面结构损伤模型试验进行了模拟。进一步,针对不同尺寸的传力杆松动、板中脱空和板角脱空,采用有限元方法分析了道面板在7种水平的传力杆长度、直径和间距下的传荷性能,以及2种结构损伤形式下传力杆参数对传荷性能的敏感性。在此基础上,以接缝剪力传递系数、关键传力杆分配系数、板底弯拉应力幅值以及界面应力为控制指标,分别分析了当道面板存在传力杆松动和板底脱空损伤时,相对于未损伤工况,提高传力杆参数尺寸对上述指标增长率的改善程度,进而提出了考虑道面结构损伤的传力杆参数设计范围,并与《民用机场水泥混凝土道面设计规范》(MN/T 5004—2010)(简称规范,下同)进行比较。结果表明:位移传荷系数L_(TEδ)随脱空尺寸的增加先减小后增大,随着松动尺寸的增大逐渐降低,且2种结构损伤模型试验结果与有限元模拟规律一致;传力杆直径对松动损伤最敏感,而传力杆间距对板底脱空的敏感性最大;随着传力杆直径和间距的增加,控制指标增长率均呈现先减小后小幅增加并趋于稳定的趋势,说明当考虑道面结构损伤时,增加传力杆直径和减小其间距只能在一定范围内改善传荷性能。因此,对应不同板厚,考虑松动损伤的传力杆直径建议值为规范值的110%～130%,而考虑板底脱空损伤时传力杆间距建议值为规范最大值的70%～98%。     

平行杆系机构的设计和应用研究

分析了几种典型平行杆系机构的结构特性，对各平行杆系机构进行了位移、速度、受力分析，总结了平行杆系机构位移和速度缩放特性、平移特性及杆系可伸缩性，研究了平行杆系机构在工程实践中的应用。     

基于ADAMS牛头刨床六杆机构的运动学计算和仿真

目的 建立牛头刨床工作原理的平面六杆机构模型,在此基础上对六杆机构在工作过程中关键点的位移、速度、加速度、角速度、角加速度进行理论分析计算,建立滑块运动的数学模型.方法 利用ADAMS软件对牛头刨床六杆机构进行仿真分析.结果 通过仿真结果,可以清楚直观地了解六杆机构在工作过程中各组成部分的运动特性曲线.结论 仿真和计算为设计人员对牛头刨床的设计和改进提供一定的参考.     

设传力杆的刚性道面板接缝力学性能研究

基于Winkler地基模型,建立考虑传力杆与混凝土接触的机场刚性道面三维有限元模型。采用单因素分析法,讨论了五种不同水平的道面板厚度、传力杆直径、间距及地基刚度各因素对接缝处水泥混凝土道面板应力、接缝传荷能力、传力杆与道面板间界面拉应力以及传力杆剪应力的影响。结果表明:同一荷载条件下,混凝土板厚由250 mm增大到450 mm,板底水平弯拉应力降低68.4%,传荷系数降低8.8%,界面拉应力降低52.4%,传力杆剪应力降低28.2%,影响显著,而传力杆间距和直径的影响次之。此外,地基刚度参数对传力杆剪应力的影响很小,可以忽略。同时,基于相似理论,设计接缝设传力杆的道面板室内模型试验,并将实测结果与数值模拟结果进行比较,结果表明两者的位移传荷效率与传力杆内力分布规律基本吻合。     

设计特征对水泥混凝土路面错台的敏感性分析

基于LTPP路面错台数据,提出设计特征对水泥混凝土路面错台敏感性的两阶段分析流程.第1阶段对比相关分析、方差分析、灰色关联分析、主成分分析和神经网络方法等5种方法的分析效果,采用图形分析进行验证,提出较优分析方法与关键设计特征.第2阶段将错台数据分为有传力杆和无传力杆数据集,对比相关分析和方差分析结果,结合图形分析得到有/无传力杆路面设计特征敏感性,并从设计层面提出抑制水泥混凝土路面错台的建议.结果表明:相关分析法具有较好适应性;针对有传力杆路面错台,设置传力杆最有效;针对无传力杆路面错台,减小面板长度较有效.     

一种研究球面机构运动学的新方法——Ⅱ球面六杆机构的运动学研究

本文继续研究多种球面六杆机构的运动学问题,导出了几种球面六杆机构以输入转角为参数的连杆曲线方程,得到了连杆点位置及连杆方向的显性表达式,将这些表达式用于球面六杆再现轨迹和刚体导引机构的运动分析与优化综合,优点显著。     

刚性路面接缝传力杆挠度解析计算

采用能量变分原理推导了双参数地基梁平衡微分方程以及相应的边界条件,进而求得基于双参数地基梁理论的传力杆挠度解析通解.通过算例与传统单参数地基梁理论计算结果进行了比较,表明与单参数地基相比,双参数地基更能真实模拟刚性路面中混凝土对接缝传力杆的支承和约束,单参数地基是双参数地基的特例,传力杆受力分析时,剪切力和弯矩对传力杆挠度的影响同等重要,传力杆受力分析中,杆端弯矩和剪切力应同时考虑,传力杆宜采用弯剪梁模型.     

六杆柔顺机构的伪刚体模型

设计了一种六杆柔顺机构,建立了该机构的伪刚体模型,伪刚体模型显示该机构由两个柔顺滑块机构串联而成.根据伪刚体模型对该六杆柔顺机构进行了变形分析,推导出六杆柔顺机构伪刚体模型的力-位移关系的一般理论计算公式,进而得到该机构实例的分析结果.用ANSYS软件对该设计实例进行了力-位移关系的有限元仿真分析,同时加工制造出该设计实例的实物模型并进行了实验测量.对理论计算结果、仿真分析结果和实际测量结果进行了比较,三种方法所得结果基本一致,表明了理论公式的推导与分析是正确的,仿真建模分析也是正确的,并且该实例的设计是可行的,达到了设计目的.     

传力杆参数对杆周混凝土力学响应的影响

建立三维有限元实体模型,将混凝土-传力杆摩擦系数、传力杆直径、传力杆布设间距、面板厚度作为影响因子,采用单因子轮换法,分析传力杆杆周混凝土力学响应的变化规律.结果表明,随着混凝土-传力杆摩擦系数的增大,最大水平拉应力显著减小,而竖向拉应力不降反增,故存在合理的界面摩擦系数;在传力杆直径从28 mm增加到36 mm过程中,界面应力水平下降幅度较大;随着传力杆布设间距的增大,界面应力不断增长,且增长速度随着间距的增加而增加;增加面板的厚度,会少量降低杆周围混凝土的各应力水平.     

六杆柔顺机构的伪刚体模型

设计了一种六杆柔顺机构,建立了该机构的伪刚体模型,伪刚体模型显示该机构由两个柔顺滑块机构串联而成.根据伪刚体模型对该六杆柔顺机构进行了变形分析,推导出六杆柔顺机构伪刚体模型的力-位移关系的一般理论计算公式,进而得到该机构实例的分析结果.用ANSYS软件对该设计实例进行了力-位移关系的有限元仿真分析,同时加工制造出该设计实例的实物模型并进行了实验测量.对理论计算结果、仿真分析结果和实际测量结果进行了比较,三种方法所得结果基本一致,表明了理论公式的推导与分析是正确的,仿真建模分析也是正确的,并且该实例的设计是可行的,达到了设计目的.     

接缝设传力杆水泥混凝土面层结构力学分析

建立接缝无传力杆及设传力杆时水泥混凝土面层结构的三维有限元模型,运用数值分析方法,分析接缝处水泥混凝土面层的荷载应力、弯沉值和弯沉差,研究了地基模量、传力杆直径对荷载应力及弯沉差的影响规律,并对条件相同的计算结果进行了对比分析.结果表明:计算点的主应力、剪应力、弯沉值和弯沉差随着传力杆直径的增加而呈现减小趋势;当传力杆直径大于35mm时,传力杆直径的增加对降低水泥混凝土面层内计算点的应力值效果已不明显;接缝设传力杆时水泥混凝土面层计算点荷载应力和弯沉差明显小于无传力杆时相应的计算结果;当地基模量不大于800MPa时,建议基于剪应力去估计接缝传荷效率;当地基模量大于800MPa时,建议基于弯沉值或主应力去估计接缝传荷效率.     

曲线同源连杆机构构成特性分析

针对同源连杆机构构成特性存在的问题,采用数学建模方法,并用Matlab编程实现,研究结果表明,至少有九个平面铰链连杆机构描绘相同的连杆曲线,包括三个四杆机构,三个齿轮五杆机构,三个六杆机构,还提出:同源机构与原始机构的对应构件有相同的角速度:在通常使用情况下,同源四杆机构与原始四杆机构具有相同的传动角。该成果对机构学应用具有一定的参考价值和指导意义     

平面机构运动传递指数的分析

从简单的四连杆机构入手，分析了速度矩阵与死点位置的关系，指出死点位置的运动特殊性．将其结论推广至属于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的平面六杆机构．并给出运动传递指数的概念，用以评价平面六杆机构的传递性能     

机构动力学与结构动力学相结合以识别噪声激励源

本文结合GC301—01型工业平缝机的机头的降噪研究,探讨对于以杆系机构传动为主的机器结构,试用机构力谱分析将机构动态特性和结构响应特性联系起来,识别主要噪声激励源的方法。     

基于Sturm定理的Stephenson-Ⅲ六杆机构曲柄存在的判断

耦合度为1的Stephenson-Ⅲ六杆机构由于其有多达6个的回路,不同回路具有不同的旋转特性,且主动件相对于机架会在大于360°的角度产生振荡,所以其曲柄存在的识别问题至今没有得到圆满的解决.利用消元法和正切半角替换推导机构的输入-输出多项式方程,基于其Sturm序列及机构在死点位置的构型特点得到Stephenson-Ⅲ六杆机构的死点位置存在的充要条件,由判断死点所在回路的方法,实现Stephenson-Ⅲ六杆机构曲柄存在的识别,并通过实例证明该方法的正确性.