直纹二阶曲面的射影形成及其CAD绘图

由平面场的一维线束射影对应衍生出空间场的二维面束射影对应,研究了直纹二阶曲面射影生成新方法。讨论了两射影对应面束对应平面的方向数之间的关系式,推导出由射影对应面束构成的直纹二阶曲面的通用解析式及用AutoCAD绘制曲面的方法。     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法

为了改善齿轮的啮合传动性能,提出基于Ease-off的弧齿锥齿轮齿面修形优化方法.通过预置齿轮副重合度、对称抛物线传动误差及接触椭圆参数,分别沿接触路径和啮合线对小轮齿面进行双向修形,获得目标齿面;建立最小二乘法优化模型,采用基于置信域策略的列文伯格-马夸尔特优化算法反求与目标齿面高精度逼近的小轮机床调整参数.算例表明,经过有限次迭代优化,可获得逼近目标齿面的一组机床调整参数,实现预置传动性能,且齿面偏差不大于2.0μm;齿轮副的设计重合度、传动误差幅值及接触椭圆参数对修形优化的迭代次数和精度有直接的影响.     

齿轮副非线性接触特性与动力学耦合分析方法

为了更深入地研究齿轮副非线性动力学现象的产生机理,提出了一种高效的齿轮副瞬态接触特性与动力学耦合分析方法。该方法考虑齿轮接触特性与系统振动之间的交互作用,将齿轮副动态承载接触分析(DLTCA)和系统动力学分析进行耦合,形成了系统“激励-响应-反馈”闭环动力学分析流程。研究发现,振动位移的反作用会改变齿面动态接触状态,影响动态啮合刚度和综合啮合误差等振动激励。在共振区附近,振动位移的增大可能会使齿面出现完全脱啮,产生响应幅值跳跃等非线性现象。增加啮合阻尼和螺旋角均会使系统非线性特性减弱直至消失。该方法可计入齿面误差、修形、齿侧间隙等多因素的影响,并通过试验进行了验证。结果表明,该方法能够更真实地模拟齿轮副动态啮合过程,可作为现有齿侧间隙非线性动力学的有效补充。     

基于系统动力学与颗粒动力学耦合的振动筛动态特性分析

为揭示振动筛振动与物料颗粒运动的相互作用，了解振动参数对系统动态特性的影响，建立了振动筛系统动力学与颗粒动力学的耦合分析模型，实现了振动筛系统筛分过程的实时双向耦合仿真，有效提高了仿真模型的精度。根据振动筛分试验计算出筛分产品的实际产率，得到了稳定状态下各层筛网上的颗粒分布情况。相较于未耦合模型，考虑振动筛与颗粒动力学耦合的模型能获得更为精确的受力分析，且计及了筛体对物料的抛掷作用，避免了传统仿真中各层筛面的颗粒堆积，与实际筛分情况更相符。同时，分析也表明物料最大冲击力不随筛网层数的下移而降低。文中最后研究了物料冲击力随振动筛主要参数的变化规律，发现：物料冲击力的大小随筛面面积呈同方向改变，筛网长度的变化会造成物料驻留时间的变化，从而影响冲击力；物料冲击力的大小随筛面倾角的增大而减小；当振动方向角在57°～90°范围内变化时，冲击力呈倒V字型变化。文中研究结果为振动筛的减振降噪动态优化设计提供了理论指导。