行波效应对大跨度空间网格结构地震响应的影响

建立了一系列的标准正方形平板网格模型,分别采用时程分析法和随机振动虚拟激励法分析了不同跨度的网格模型在不同视波速的行波激励下的地震响应,并与一致激励下的地震响应进行了对比．结果表明,行波效应对网格结构杆件应力的影响随行波视波速的减小而增大,且对不同位置杆件的应力值的影响有所不同;当行波视波速小于500m／s时,行波效应对跨度大于60 m的网格结构控制杆件内力的影响程度大于lO％;当行波视波速一定时,行波效应对杆件控制内力的影响随网格结构跨度的增大而增大,不同地震激励下的行波效应差别很大．可见,行波效应对大跨度空间网格结构地震响应的影响显著;在空间网格结构抗震设计中,当结构跨度大于60 m、行波视波速小于500 m／s时,必须考虑行波效应对网格结构控制杆件内力的影响．     

斜齿轮动态啮合及疲劳寿命分析

为了对高速斜齿轮啮合进行探究,首先通过有限元法构建多自由度的转子-轴承系统动力学方程,并计算齿轮啮合的固有频率,通过Newmark-β法计算位移响应,之后应用KISSsoft建立几何模型并对其齿形在齿廓和齿向两方面进行修形,应用ANSYS Workbench对修形前、后的斜齿轮副进行瞬态分析,并通过在等效应力、疲劳寿命和安全系数方面进行对比分析。结果表明：修形后的斜齿轮等效应力下降,疲劳寿命增加,安全系数提高,证明该修形方式的可行性,为设计高速斜齿轮啮合研究提供了参考。     

卷筒小行星齿轮断裂失效分析

卷筒小行星齿轮在运转中发生异常断齿。为了查明断裂原因,运用宏观及微观分析方法,对断裂齿轮进行了分析。结果表明:齿轮断裂为多源疲劳断裂,且多数未断齿根部位亦发现裂纹;齿轮基材存在贝氏体及铁素体组织,说明淬火时冷却速度不足;表面淬火也不均匀。这些工艺问题导致齿轮综合机械性能下降。在循环工作应力及应力集中作用下,齿根部位产生多处疲劳裂纹源,并不断扩展,最终导致齿轮断裂失效。     

基于响应面和MCMC的齿轮接触疲劳可靠性

针对齿轮接触失效,建立带有安装与制造误差的齿轮参数化模型,通过大变形显式动力学仿真软件来模拟齿面动态接触应力.然后,根据应力-强度干涉模型,建立齿轮响应面状态函数.为了提高齿轮响应面功能函数的拟合精度,提出了一种基于响应面和Markov chain Monte Carlo(MCMC)的可靠性分析方法,并进行可靠性灵敏度分析,以定量概率反映安装误差、制造误差及外载荷等随机因素对齿轮传动可靠性的影响程度.最后,将Monte Carlo模拟100 000次的计算结果与所提方法的结果进行比较,验证了可靠性分析方法的正确性.     

MW风力发电机齿轮动态数值计算

齿轮是风力发电机增速箱最重要的传动零件,由于风力发电是依靠自然风,而风速的随机变化性很大,又造成了增速齿轮的应力随机性变化对齿轮的硬度及抗疲劳能力提出了很高的要求,所以对齿轮动态数值计算是非常必要的。文章利用SOLIDWORKS的齿轮插件,建立风力发电机增速箱齿轮对的实体模型,并运用ANSYS对其进行动态分析,模拟齿轮转动时的工况,对齿轮进行应力分析,找出轮齿啮合时的应力分布规律,对数值计算与理论计算进行比较,验证了数值计算的准确性。     

行波效应下混凝土V形折板网壳地震响应分析

为了研究行波效应对混凝土V形折板网壳的影响,采用有限元动力时程法,分别计算了一致地震输入和考虑行波效应的多点地震输入下结构的地震响应,考察了两者之间的差异,深入分析了结构在行波激励下的地震反应规律。结果表明:行波效应对结构的地震响应影响较为显著;行波效应的影响集中在支座附近以及纵向脊线拱与横向脊线拱的交汇位置;行波效应对结构动力响应的影响不单一,对部分区域有利,对部分区域不利;三向地震激励下,行波效应对结构的影响与在X向地震激励下的情况基本相同,但多数构件在三向地震激励下受行波效应影响更为显著。     

基于NMM和SRSM的断裂可靠度分析

针对传统断裂可靠度分析方法涉及较为复杂的应力强度因子敏感性分析和确定性断裂分析次数过多的问题,提出数值流形方法(Numerical Manifold Method,NMM)与随机响应面法(Stochastic Response Surface Method,SRSM)相结合的断裂可靠度分析方法,以便直接利用断裂力学分析模型和减少计算量.首先,使用数值流形方法建立计算应力强度因子或J积分的确定性断裂分析模型;其次通过拟合随机响应面函数构造断裂参数与随机变量之间的显式功能函数;最后利用蒙特卡罗模拟(Monte Carlo Simulation,MCS)获得显式功能函数的失效概率.采用NMM和SRSM相结合的方法对I型和复合型裂纹问题进行模拟,计算结果与已有数值结果吻合良好,说明NMM和SRSM相结合的方法在断裂可靠度分析方面是可行和有效的.     

渐开线直齿轮轮齿载荷及应力计算方法

齿轮在工作过程中,由于存在单对齿与双对齿的交替啮合、齿轮的啮合点位置不断发生变化、齿轮在啮合中产生弹性变形等原因,使得齿轮的载荷十分复杂,要精确计算齿轮啮合过程的受力较为困难。对渐开线直齿轮的啮合过程进行了分析,建立了齿间载荷分布的基本力学模型,分析了齿轮啮合过程的变形协调关系,推导了参与啮合的轮齿所发生的各种挠曲变形和弹性接触变形的计算模型,进而建立了能够精确计算齿轮啮合过程中受力的计算方法。通过一个具体的计算实例,计算了齿轮啮合过程中齿面受力、齿根应力和齿面接触应力的变化规律,并用曲线进行描述。此计算方法能够较为精确地计算齿轮在啮合过程中不同位置的受力和应力,为精确进行渐开线齿轮的力学分析提供了一种有效的新方法。     

弧齿锥齿轮的动态特性分析

应用修改移植的微机MCSAP程序,计算了弧齿锥齿轮的动态特性。其计算结果与实测值相符。并讨论了不同单元对动态计算的影响,最后给出了弧齿锥齿轮工作中的行波共振转速,为分析弧齿锥齿轮动态特性提供了一条有效途径,为进一步分析弧齿锥齿轮行波动力响应打下了基础。     

齿轮传动可靠性设计

本文根据可靠性设计原理，提出了齿轮可靠性设计中的许用应力均值概念；确定了许用应力和可靠度的关系；并推导出齿轮应力离散系数的计算式，使正态分布函数间的复杂运算转比为简单的计算，从而得山齿轮传动可靠性设计的公式及其简化的方法．     

基于可靠度约束的弧齿锥齿轮参数优化

将弧齿锥齿轮的强度应力作为随机变量处理,建立了弧齿锥齿轮传动的优化设计数学模型,并对实例进行了计算。最后将计算结果应用于弧齿锥齿轮传动的设计中,取得了较好的效果。     

盘形锥齿轮波动共振响应分析

从弹性理论和波动理论出发,推导出考虑阻尼的旋转盘形锥齿轮波动振动响应的模态解。得到波动共振和倍频共振转速的计算公式。最后给出计算和实测的比较。     

基于虚拟载荷谱技术的锥齿轮疲劳寿命分析

基于虚拟载荷谱技术,提出一种新的疲劳寿命计算方法.以锥齿轮减速系统作为研究对象,对齿轮接触模型进行有限元分析,得到锥齿轮传动工况的应力分析结果及云图数据.将应力结果进行数据处理,得到锥齿轮的虚拟载荷谱.根据Miner准则和Corten-Do-lan准则估算出锥齿轮传动的疲劳寿命,并与仿真云图寿命结果相比较.应用实例表明,基于虚拟载荷谱计算的疲劳寿命分析结果具有较高的安全性和可靠性,具有较大的工程应用价值.     

用半解析环形板单元解旋转圆环板的动频问题

使用半解析环形板单元求解零部件转动时的固有频率(零部件转动时的固有频率称为动频),推导出离心应力使单元增加的附加刚度矩阵,给出动频的求解过程,计算的结果被实验证明·这种单元适用于研究金属切割锯片、盘形锥齿轮等旋转零部件的动力学问题·     

修磨机格里森弧齿锥齿轮有/无接触模态分析

磨头是磨床的核心部件,其壳体及轴承、齿轮等内部零件的工作状态受坯料表面冲击的影响很大。为了保证磨头保持稳定的工作状态,必须考虑内部齿轮接触冲击和外部冲击的影响。文中首先确定了螺旋锥齿轮的主要参数,绘制出螺旋锥齿轮的二维模型;然后,建立螺旋锥齿轮的三维模型并进行装配,并根据一定的规则对模型进行简化。最后,得到了螺旋锥齿轮振动模态和固有频率的前十阶自由模态,并得到了前六阶接触模态的振型和固有频率,分析了有、无接触对齿轮模态的影响。结果表明,接触模态的固有频率比自由模态略有提高,且各阶振型相似。弧齿锥齿轮的应力和变形主要集中在接触区域,其次是齿根区域的压缩侧和张紧侧,最大应力发生在较小齿轮啮合开始进入齿根时刻。     

弧齿锥齿轮的有限元分析

以一对动车组弧齿锥齿轮为参照,在Pro／E环境下对其进行了精确建模和全参数化设计,并将模型导入到ANSYS中进行有限元分析。通过静力学分析获得了该对弧齿锥齿轮的最大接触应力,并和理论分析对比较核其接触强度。通过模态分析得到了齿轮的各阶固有频率和主阵型。这些结果真实的反映了齿轮的受力及变形情况,为齿轮的传动技术提供了理论依据。     

基于ANSYS的滚齿直齿圆锥齿轮弯曲应力有限元分析

在软件Catia中建立了滚齿直齿圆锥齿轮的精确模型,利用Catia与ANSYS之间的数据交换接口,将该模型导入ANSYS。采用有限元法对轮齿弯曲应力进行分析,其结果为滚齿直齿圆锥齿轮的设计提供了一定的理论依据。     

弧齿锥齿轮数控展成运动轨迹规划方法

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件齿轮之间的展成运动,建立了可用于确定数控加工相关参数的弧齿锥齿轮齿面的数控展成数学模型,并论述了切齿加工需要满足的接触条件,在此基础上提出弧齿锥齿轮数控加工的轨迹规划方法,进而将该方法应用于自主研制的弧齿锥齿轮数控铣齿机中.对所提出的展成模型和轨迹规划方法的应用实例研究表明,该轨迹规划方法切实可行、有效,可用于弧齿锥齿轮的数控切齿加工控制.     

直齿圆锥齿轮齿根动应力有限元分析

基于有限元分析及瞬态响应特性分析理论,将ANSYS软件和Pro/Engineer软件相结合,利用数据表进行阶跃式施加动载荷,分析了直齿圆锥齿轮在计其轴向力在内的动态载荷作用下齿根复杂的应力状态。得出了特定工况下完全齿及部分齿的齿根等效弯曲动应力的分布区域和变化规律;将相对精确的有限元解与传统计算方法的解进行比较,得出了完全齿有限元解的精确性、传统计算方法的实用性及部分齿有限元解的不可靠性的结论。     

弧齿锥齿轮离心应力和变形

使用修改移植的 MCSAP 有限元分析程序对某高速弧齿锥齿轮进行了离心载荷下的变形和应力的分析。由变形图和应力分布,讨论了离心变形和离心应力对齿轮传动性能、强度和刚度的影响。