考虑输出刚度不确定性的柔顺机构拓扑优化设计

为了降低机构性能对输出刚度不确定因素的敏感程度,提出一种考虑输出刚度不确定性的柔顺机构拓扑优化设计方法。采用区间模型描述输出刚度的不确定性,利用多项式混沌展开式(Polynomial chaos expansion, PCE)和Smolyak稀疏网格积分法计算随机响应统计矩,以机构输出位移的期望值最大化和标准差最小化为目标函数,以机构结构体积为约束,建立考虑输出刚度不确定性的柔顺机构稳健性拓扑优化模型,采用移动渐近线优化算法更新设计变量。夹持器和咬合机构数值算例验证提出设计方法的有效性,与确定性拓扑优化结果比较,稳健性拓扑优化设计获得的柔顺机构构型有所不同,机构的输出位移标准差减小,有效地降低机构对输出刚度不确定性的敏感程度。随着加权系数增大,获得的柔顺机构输出位移标准差和期望值减小。随着不确定输出刚度幅值增大,获得的柔顺机构输出位移标准差增大,并且输出位移期望值有所减小。     

动力总成悬置后期优化设计

动力总成悬置的优化设计可以改善整车的振动与噪声,改善车辆的舒适性,满足人们需求。悬置优化设计是在不改变整体悬置的结构、悬置与整车的硬点连接等设计,通过重新调整悬置胶块的动刚度值与静刚度值,来实现对整车悬置的优化。     

软母线刚度对特高压电气设备地震响应影响分析

为研究软母线刚度对特高压电气设备地震响应的影响,建立考虑刚度的软母线位形函数、最大弧垂及软母线最大应力的计算公式。通过软母线连接的特高压设备振动台模型试验与有限元计算的对比分析,验证了笔者给出的考虑刚度的软母线位形函数、最大弧垂计算公式的正确性。有限元分析结果表明:当软母线的刚度增大时,软母线的垂跨比减少,软母线与特高压设备之间的地震耦合作用增强,增强了软母线对设备的拉伸作用,从而使设备的地震反应随着导线刚度的增加而增加。软母线刚度对频率较高的设备其地震反应的影响要大于对设备频率较低设备地震反应的影响。     

Nested-LET柔性铰链设计与性能分析

针对平面折展机构中柔性铰链在承受拉压载荷时变形大、转动精度差等问题,基于外LET铰链和嵌套结构的方法,提出了一种Nested-LET柔性铰链。设计了该铰链的结构,利用等效弹簧模型推导了其弯曲及拉压等效刚度计算公式并给出了修正系数。通过设计实例的理论计算和仿真分析,验证了理论分析的正确性和设计的可行性。比较了相同尺寸的Nested-LET与外LET铰链的弯曲性能与抗拉性能,结果表明,Nested-LET铰链弯曲刚度增加了1.5倍,拉压刚度提升了30倍,且转动中心漂移量有所下降。最后,通过拉伸实验验证了分析的正确性。     

压力补偿式变量泵的改进

根据压力补偿式变量泵在使用中存在的变量冲击、最大流量无法预置等问题，对该类泵的调节性能进行分析和比较，提出了一种改进结构的方法。在限压式变量叶片泵上，采用变刚度的双弹簧；在恒功率变量柱塞泵的变量部分，采取增加斜盘倾斜角预置调节等措施。改进后变量泵的在液压机上实际运用，效果良好。     

发动机配气机构弹簧有限元分析

气门弹簧是发动机配气机构的重要组件之一,气门弹簧是否符合技术要求是发动机能否正常工作的关键。对弹簧进行强度、刚度、抗疲劳强度以及模态分析,分别采用耦合式有限元分析法和夹板式有限元分析法对弹簧进行了对比分析,发现弹簧内侧为弹簧的易疲劳区,弹簧的强度、刚度、抗疲劳强度满足技术要求,没有共振现象。研究还表明,夹板式有限元分析法比耦合式准确。     

轨道吸污动力车结构静强度分析

轨道吸污车是用于吸取轨道中砂子、小石子和煤块(粉)的车辆,动力车是吸污车中关键的一节车辆。动力车的车架是主要承载件,车架、车身需有可靠的强度和刚度才能保证吸污车的安全运行。根据铁路车辆的设计规范和标准,采用有限元方法、三维CAD软件和ANSYS Workbench软件对动力车进行三维建模以及强度/刚度计算。通过计算结果和试验数据的对比,车体的静强度和刚度均满足设计要求,对于同一测试点其仿真分析的应力值与试验得到的应力值误差均在可允许范围以内,结果一致性较好,可为同类车辆车架零缺陷设计、绿色设计提供参考。     

永磁变刚度机构柔性机器人力学特性研究

提出了一种柔性机器人用永磁变刚度机构。由于电动机转矩有限,在不用增加绳索拉力的情况下,通过该机构实现了柔性机器人关节更强的变刚度能力。该永磁变刚度机构主要由磁弹簧单元和滑轮绳索单元构成。通过虚位移法建立了弹簧磁力和绳索拉力解析模型,通过实验对永磁体间磁力和绳索上的拉力进行测量,测量结果和模型计算结果基本吻合。其结果表明,永磁体间磁力、绳索拉力和刚度随永磁体间气隙减小呈非线性增加,随永磁体长度和平均半径的增加而增加,保持三角形结构高不变,绳索拉力和刚度随着三角形结构底长的增加而增加,减小滑轮半径,可以进一步增加绳索刚度变化范围。     

基于ABS信号的轮胎压力监测系统(TPMS)

介绍了四种以ABS轮速信号为基础的间接式轮胎压力监测系统。从不同的角度建立有关不同参数的轮胎滚动模型，利用ABS轮速传感器获取准确的轮速信号，通过相应的算法来间接实现对轮速的监测。它们分别运用轮速比较、有效滚动半径、扭转刚度以及纵向刚度等参量并通过不同的算法来监测气压的变化，并预测了今后发展的趋势。