非圆齿轮无级调速特性分析与设计

针对非圆齿轮的时变速比特性,采用多段函数构造法实现了非圆齿轮副预设速比函数的再现设计;结合工程实际,提出了一种新型的非圆齿轮无级调速机构,推导了非圆齿轮无级调速机构的基本参数与输出速比的影响规律。根据机械原理、齿轮啮合理论与现代设计方法,采用SolidWorks和Adams等软件,建立了非圆齿轮无级调速机构的仿真模型,对非圆齿轮无级调速机构进行仿真,结果表明：改变非圆齿轮副间的相位差,该无级调速机构可以得到变化的输出速比,获得了该无级调速机构的输出速比与相位差的影响规律;搭建了非圆齿轮实验台,得到非圆齿轮副的实验速比与理论速比变化趋势一致,最大实验误差6.8%,验证了无级调速机构和非圆齿轮理论分析的可行性和正确性。     

密封环滑动面变形对润滑性能的影响

建立了机械密封环滑动面变形的几何模型,采用自适应相关函数模拟密封环滑动面的微观表面形貌。结合所模拟的粗糙表面,建立了滑动面变形时的微观流体动压润滑模型,采用有限差分法,运用MATLAB语言进行编程求解,实现了对一定外载荷下滑动面微观流体润滑压力分布和流体膜厚度分布的计算。在此基础上,通过一个具体的实例计算分析,系统研究了滑动面变形和外载荷变化对密封环流体膜厚、摩擦力、发热量、泄漏量等润滑性能的影响规律,得到一系列规律性曲线,并进行了一定的分析说明。     

胀圈旋转密封运动状态分析与实验研究

为解决综合传动装置出现的由于胀圈密封失效而造成的故障问题,基于胀圈密封工作状态下的流场分析和受力分析,对胀圈处于边界摩擦状态下的运动状态进行了讨论.导出了胀圈所受摩擦转矩的计算公式,得出胀圈的运动状态主要取决于胀圈密封结构尺寸、摩擦副摩擦系数和湿式离合器入口油压的结论.采用电涡流位移传感器对胀圈在工作中的运动状态进行了动态测试,验证了理论推导的正确性,为胀圈的密封设计提供了理论依据.     

非圆摆线针轮传动的原理与设计

提出一种用于平行轴间变传动比传动的新型齿轮副——非圆摆线针轮传动.建立非圆摆线针轮传动的啮合坐标系,阐述了非圆摆线针轮共轭齿廓的形成原理.建立非圆针轮齿廓方程,利用坐标变换和齿廓共轭原理,根据圆柱针轮刀具的齿廓方程,结合非圆齿轮加工走刀轨迹及啮合方程,推导出非圆摆线轮的齿廓方程.基于上述理论,运用Matlab软件的数值计算实现了非圆摆线针轮副的参数化设计,得到非圆摆线针轮副的设计实例,并实现SolidWorks环境下的实体建模.运用Adams软件分析该齿轮副实例的运动特性,通过仿真实验结果与理论计算结果的对比,验证了该齿轮传动原理与设计的正确性.     

非圆行星齿轮机构的参数设计与三维造型

针对变中心距非圆行星齿轮机构应用于液压马达中独特的优点,介绍变中心距非圆行星齿轮机构的原理和组成,建立以SOK型非圆行星液压马达作为对象的分析模型,在理论分析的基础上,采用Matlab和CAXA工具,以46型变中心距非圆行星齿轮机构为例对其节曲线进行求解并进行三维造型,生成的齿轮三维实体可用于装配设计、运动仿真及计算机辅助教学中.     

基于数值模拟的旋转燃烧室的性能分析

通过分析某型鱼雷燃烧室结构,建立旋转燃烧室的物理数学模型,利用Fluent软件对不同转速下的旋转燃烧室单组元喷雾燃烧过程进行仿真模拟,得到燃料质量分数场以及燃烧室内的压强分布,为燃烧室的结构优化提供理论依据.通过优化结构,缩小了燃烧室的体积,减小了燃烧室的质量,提高了燃烧室的性能.     

采用双向流固耦合的胀圈密封功率损失预测模型

针对现存胀圈密封功率损失模型不能准测预测出实际运行时密封环的功率损失的问题,提出了新的胀圈密封功率损失预测模型。基于ANSYS Workbench平台建立了包括转轴、配油套及胀圈密封环在内的双向流固耦合数值计算模型,设计并搭建了胀圈密封性能试验系统,验证了数值模拟的准确性。通过多元线性回归方法构建了包含油液动力黏度、密封压差、转轴转速以及胀圈密封结构主要尺寸参数的功率损失预测模型,比现存模型包含更多影响因素。分析结果表明：模型预测值与试验值的相对误差在9%以内,满足工业应用要求;功率损失对各影响因素的敏感度由强到弱依次为：密封压差、温度、转速,且密封压差对胀圈密封功率损失影响高度显著。     

SiC陶瓷密封材料的性能分析

本文就全新的反应烧结型 SiC 陶瓷材料在主要密封性能方面与目前广泛使用的优质密封材料优质合金(YG)类及另一类工程陶瓷 Al_O_3,根据部份实验及有关资料在磨损、热性能、耐蚀性以及可加工性方面作对比分析,论证 SiC 工程陶瓷(Fine Ceramics)是一种性能良好的密封环材料:     

非圆车削高频响应进给系统的结构设计与分析

基于非圆切削对径向进给系统的要求,选用直线伺服电机直接驱动方式,进行非圆切削数控车床径向进给系统的结构设计,分析了刀架和工作平台两个关键结构件的力学性能,并通过活塞环、椭圆和正六边形3个特殊非圆截面零件车削时的速度和加速度特性试验,对设计的进给系统进行了切削性能分析.结果表明,设计的数控车床径向进给系统具有较高的频率响应特性,满足非圆截面零件高速车削加工的要求.     

异型蝶阀的数值模拟分析与设计

采用有限元方法对异型阀板进行模拟分析与计算,讨论了它的建模方法,对其受力状况进行了简化。     

三层圆环摩擦弹簧的静力性能分析

在圆环摩擦弹簧（Ring Friction Spring,简称RFS）的基础上,提出了一种新型三层圆环摩擦弹簧（Three-layer Ring Friction Spring,简称TRFS）。首先,介绍其基本构造形式,分析其工作机理,推导其滞回行为的理论公式。其次,采用ABAQUS软件建立多组弹簧精细化有限元分析模型,并与理论计算结果进行对比,验证模型的准确性。进而分析不同参数对弹簧的滞回行为和截面应力分布状态的影响。结果表明,TRFS的滞回行为表现为“三角形”滞回模型,其加卸载阶段刚度和耗能能力受内外环倾角和摩擦系数的影响较大,而截面应力分布状态则主要受到内外环倾角的影响,且与相同规格的RFS相比,在产生相同轴向往复位移前提下,TRFS具备更大的承载能力、自复位能力及绝对耗能,内部空间的利用率更高。     

非圆截面结构抛撒稳定性数值模拟

为分析初始速度、初始偏转角与质心位置对非圆截面结构抛撒稳定性的影响,利用Fluent程序,对结构在抛撒过程中的质心轨迹与旋转角进行了数值研究. 结果表明:质心径向的最终旋转角随初始抛撒速度的增加呈负指数衰减;在不同结构攻角条件下,质心径向和轴向旋转角均随着初始轴向偏转角的增加而减小,且质心径向偏转角降低速率相对较慢;结构攻角的增加在加剧径向偏转量的同时,削减了轴向偏转量;结构初始攻角与径向的偏转对质心轴向旋转影响不明显.     

异形截面单纤维光学特性的数值模拟

建立异形纤维的横截面模型,并提取截面特征参数进行光学特性的模拟计算.理论上分析了圆形、四叶形和三叶形截面之间的一次折射光强比和折射光方向的差异性,总体上一次相对折射光强比Irz大致在0.95～0.96范围内变化,三叶形截面和四叶形截面的折射光与y轴正向夹角βt变化较圆形截面的单调变化更为复杂,呈非单调变化.从几何光学角度分析了三叶形和四叶形对纤维内部折射光和透射光变化的影响,表明四叶形对光路变化的影响更明显.     

汽车锁环式同步器设计与有限元分析

锁环式同步器因其工作可靠、耐用,在汽车上得到广泛应用。分析了锁环式同步器元件的布置形式和主要结构尺寸的计算方法,应用MathCAD软件,对所设计的同步器进行了同步时间和弯曲强度校核;基于UG软件,完成了同步器零件的三维建模和装配;对锁环零件的受力情况进行了有限元分析。     

内外环电容传感器灵敏度仿真

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析．利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安排仿真实验．分析结果表明,屏蔽罩长度和内管壁厚度是影响传感器相对灵敏度的主要因素,而屏蔽罩与外极板间距对检测场均匀性误差影响比较大．优选出一组传感器的结构参数,内管壁厚度3mm,外管壁厚度2mm,屏蔽罩与外极板间距3mm,对管壁相对介电常数的要求则是越接近于1越好．利用优选的结构参数进行仿真,可以得到比较好的传感器灵敏度特性,为内外环电容传感器的设计提供了理论依据．     

机械密封动静环的热流固耦合分析

本文以计算流体动力学及热流固耦合数值计算理论为基础,对处于高速、高温、高压等高参数极端工况的机械密封摩擦副密封环界面、流体膜及工作流场进行了热流固耦合数值计算分析,为高参数机械密封动环的进一步结构优化设计提供依据。因此,对密封环进行热流固耦合方面的研究就显得非常有必要。     

渐开线锥形非圆齿轮的啮合原理与仿真模型

根据渐开线锥形齿轮传动理论结合非圆齿轮齿廓包络原理,以齿条作为齿廓形成的媒介,提出一种基于齿条加工渐开线锥形非圆齿轮的方法,并建立了相应的加工数学模型. 基于该模型,证明了齿条与非圆齿轮纯滚动的运动关系,推导出啮合方程和瞬时接触线方程,以及经过坐标变换后得到渐开线锥形非圆齿轮的参数方程,对比了各种形式的渐开线齿轮齿廓形成特点. 借助数值计算软件对上述方程进行了验证,通过三维造型工具给出了渐开线锥形非圆齿轮的直观图形,从而验证了该方法的正确性和有效性.      

筒阀紧急动水关闭特性的数值模拟

为了防止水轮机飞选现象的发生,运用动网格和滑移网格技术,对动水关闭状态下的筒阀运动进行了三维非定常数值模拟和水力特性的研究．结果表明,筒阀的表面压力呈不均匀分布,引起的倾覆力矩最大值达2．94×10^4N·m．轴向力在筒阀关闭90％时达到峰值,并根据其变化的平稳程度提出了优化的筒阀关闭方式．此外,对筒阀表面的压力脉动进行了频谱分析,表明压力脉动的形成是尾水管涡带振动向上传递的结果．上述水力特性的分析不仅可以预测混流炎水轮机的工作状态．而且可以为筒阀运动的执行机构——多液压缸同步运动系统提供理论依据．     

层合中厚非圆截面柱壳非线性动力稳定性分析

基于Timoshenko-Midlin假设及Hamilton变分原理,建立了层合中厚非圆柱壳的非线性运动控制方程,采用伽辽金技术,得到仅含时间参数的Mathieu型方程,然后应用增量谐波平衡法进行求解.数值计算中,以两端简支L曲线截面层合中厚柱壳为例,讨论了截面形状参数、几何非线性和横向剪切效应等因素对层合中厚非圆截面柱壳非线性动力稳定性的影响.结果表明:这些因素对层合L曲线截面中厚柱壳的非线性主要动力不稳定区域有较大影响.