内燃机连杆设计计算的若干理论研究

在对多种连杆大量计算的基础上，总结了连杆设计的经验，指出连杆大端对称于中心线的两侧刚度分布均匀，是保证其应力分布均匀的前提，是连杆合理设计的一个重要原则．文中提出，为了保证精度，连杆计算应采用多体接触模型，并对影响计算精度的各种因素做了分析。讨论了螺栓位置和预紧力应如何选取以及齿形制造误差对强度的影响。     

柴油机连杆接触分析的若干问题

本文研究了连杆多体接触模型的计算问题,并以12V1807JC 柴油机的平切口连杆为例考虑了连杆两部分和轴瓦、衬套以及螺栓的相互配合关系,用有限元混合法进行了计算,并与连续体模型的计算结果做了比较.文章指出了连杆计算应遵循的一些原则.     

尖轨几何参数对轮轨弹塑性接触的影响

为研究尖轨几何参数对尖轨磨耗的影响,以轮轨型面测量仪在大秦线上测得的数据为基础,建立三维弹塑性接触有限元模型,研究LM型货车车轮与CHN75钢轨12号单开道岔曲线尖轨接触问题,详细的分析了不同轨底坡和尖轨轨头型面等多种工况下车轮与尖轨接触等效应力和接触斑变化.计算结果表明,1∶40轨底坡尖轨最大等效应力在不同位置变化波动较小,且应力值较小,更有利于LM踏面和尖轨接触时降低接触应力,减缓尖轨磨耗;型面改进优化后的尖轨各个位置接触斑面积得到大幅度提高,部分位置接触应力降低,很大程度上降低了滚动接触疲劳伤损和尖轨磨耗.计算结果为尖轨几何参数优化及设计,减轻尖轨磨耗,延长使用寿命提供了参考依据.     

磨耗车轮与曲线钢轨接触关系

利用轮轨型面测量仪测量了SS4机车JM3型磨耗车轮型面和小半径曲线钢轨型面,采用样条曲线拟合方法获得了车轮几何型面,选取5种不同磨耗程度的车轮型面,建立了三维轮轨接触有限元模型,计算了轮轨接触斑面积和接触应力.计算结果表明:4型车轮与磨耗钢轨接触时,接触斑面积最小,仅为183 mm2,Von Mises应力最大值为1 ...     

连杆有限元分析的边界条件的研究

通过大量的数值试验，对连杆有限元分析的边界条件的处理方法进行了探讨。连杆的边界条件主要包括力边界条件和位移边界条件。结果表明，边界条件处理得正确与否，对计算结果的准确性起举足轻重的作用。文中给出了连杆有限元分析的一系列结论。     

车轮型面动态高速曲线通过性比较

为了有效选择高速车轮型面,通过车辆轨道系统动力学仿真得到轮对高速通过曲线的运动状态,利用运动状态参量进行三维轮轨接触几何特性与蠕滑率计算,用Contact程序进行轮轨非赫兹滚动接触计算,分析了LMa、S1002和XP55车轮型面高速曲线通过匹配特点。分析结果表明:LMa和XP55型面轮对运动参数曲线平滑,S1002型面出现大幅度波动,并产生蛇行运动;当轮对横移量为3.0~3.5 mm时,S1002型面轮轨接触点对产生约11 mm跳跃,正好处于钢轨型面R300、R80 mm圆弧过渡区;S1002型面接触斑基本处于滑动状态,LMa型面接触应力最小,XP55型面接触应力最大。可见S1002型面与中国60 kg.m-1钢轨不匹配,LMa型面匹配效果最理想,XP55型面匹配相对较好。     

FA传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析

在传统的设计中,各种设计变量及参数往往被看成定值,无法定量回答产品在多大程度上是安全的;因此有必要对FA传动减速器的关键零件进行可靠性分析,为整个减速器进行可靠性分析打下基础.本文研究发现,FA传动摆线轮齿面接触应力与齿面接触疲劳强度都呈对数正态分布;结合影响两者分布的因素,建立了FA传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析计算的数学模型.     

FA传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析

在传统的设计中,各种设计变量及参数往往被看成定值,无法定量回答产品在多大程度上是安全的;因此有必要对FA传动减速器的关键零件进行可靠性分析,为整个减速器进行可靠性分析打下基础.本文研究发现,FA传动摆线轮齿面接触应力与齿面接触疲劳强度都呈对数正态分布;结合影响两者分布的因素,建立了Fa传动摆线轮齿面接触疲劳强度可靠性分析计算的数学模型.     

薄轮缘车轨接触几何特性与动力学稳定性分析

随着车辆运行里程的增加,车辆稳定性由于轮轨匹配关系的不断恶化而下降.通过镟修不同轮缘厚度车轮型面改善车辆运行性能,但不同轮缘厚度的车轮型面与钢轨匹配下的动力学性能都是未知数.根据LMB系列4种不同轮缘厚度踏面和CHN60匹配,对轮轨接触点位置的变化、接触区域分布进行仿真计算,通过计算接触宽度、接触集中度,分析由于轮对型...     

地铁车辆轮轨型面匹配分析

为了分析地铁车辆常用的LM型踏面、内侧距1 358 mm和1 360 mm的S1002型车轮踏面分别与60 kg/m钢轨匹配特性.进行了轮轨接触几何、非赫兹滚动接触、车辆轨道耦合动力学计算.轮轨接触分析表明,LM轮轨接触点能够均匀分布于钢轨型面,轮对等效锥度随轮对横移呈增大关系,接触斑面积偏小、最大等效接触应力偏大、磨...     

基于试验设计的连杆关键尺寸设计

为降低连杆惯性力而对其进行轻量化,并保证轻量化的连杆满足强度刚度要求,对连杆受力进行了分析,以此作为强度分析的载荷对连杆进行强度分析,在保证性能的情况下,采用试验设计的方法对其关键尺寸参数进行设计。轻量化后的连杆重量比原连杆重量降低了17%,通过强度分析结果验证了轻量化连杆结构的合理性。     

柴油机连杆动力响应分析初步

为了深入了解连杆的受力特点,对连杆进行了精细的动力响应分析,针对16V240ZJ柴油机连杆,应用转动惯量法,精细求出连杆的惯性力,并将其与燃气压力一起作为外载荷,利用I-DEAS软件求解连杆动力响应,得出了一系列连杆动力响应的规律,并给出了连杆静力计算与动力计算结果的比较.     

柴油机连杆动力响应分析初步

为了深入了解连杆的受力特点,对连杆进行了精细的动力响应分析,针对16V240ZJ柴油机连杆,应用转动惯量法,精细求出连杆的惯性力,并将其与燃气压力一起作为外载荷,利用I-DEAS软件求解连杆动力响应,得出了一系列连杆动力响应的规律,并给出了连杆静力计算与动力计算结果的比较.     

考虑油膜刚度的连杆结构动力学模型

对柴油机连杆动力学模型进行研究.结构动力学分析采用自主开发的SERLOD系统,以我国16V240ZJ柴油机连杆为例,工作载荷应用转动惯量法求出施加在相应位置,将油膜按弹簧进行模型化处理.结果表明在其他因素同等条件下,考虑油膜的动力学计算可以获得容易产生较大破坏的连杆低频振动参数.     

考虑油膜刚度的连杆结构动力学模型

对柴油机连杆动力学模型进行研究.结构动力学分析采用自主开发的SERLOD系统,以我国16V240ZJ柴油机连杆为例,工作载荷应用转动惯量法求出施加在相应位置,将油膜按弹簧进行模型化处理.结果表明在其他因素同等条件下,考虑油膜的动力学计算可以获得容易产生较大破坏的连杆低频振动参数.     

动车组的轮轨型面匹配关系

为研究不同车轮踏面与不同钢轨型面的匹配关系,分别从轮轨接触几何参数、轮轨静态接触力学性能、车辆运行稳定性和磨耗方面进行对比分析.CONTACT轮轨接触模型和SIMPACK多体动力学模型的计算结果表明,由于60N轨面将轨头部分进行了改进,轮轨接触光带居中,车辆运行稳定性趋于优化;两种车轮踏面与60N轨面匹配时具有更优的黏滑区比例,能有效减小轮轨间的损伤和磨耗;LMA踏面和小位移下的S1002CN踏面与60N轨面匹配时接触应力较大,易造成较大的垂向磨耗;对于S1002CN踏面与60N轨面匹配的情形,在横移量4~8 mm时的接触应力小于其与60 kg/m轨面匹配时的数值,有利于降低曲线线路轮轨间磨耗.由此可见,60N轨面与动车组车辆踏面的接触关系更利于改善车辆的运行稳定性,但过于集中的轮轨接触点对加剧了钢轨的垂向磨耗.     

内部存在裂纹的轮轨接触力学分析

研究了含内部裂纹的磨耗型踏面铁路车轮与60 kg/m钢轨的接触关系问题.建立了存在不同尺寸及角度内部裂纹的轮轨接触三维有限元模型.通过计算,获得了不同情况下裂纹周边以及轮轨接触区的Mises应力分布规律.分析结果表明:当裂纹越靠近接触区时,裂纹周边应力越大;裂纹与踏面角度为45°时,裂纹最容易扩展.     

高速动车组弧齿锥齿轮齿面疲劳点蚀失效分析

为解决高速动车组弧齿锥齿轮齿面疲劳点蚀故障,统计了点蚀故障发生的位置,并对点蚀断口进行了宏观、微观分析.在此基础上,基于动车组实际运行工况编制齿轮载荷谱,按ISO 10300-2-2001标准分析了齿面接触应力,利用试验台进行多工况加载试验,获得了接触面积的变化规律和趋势;确定了等效载荷扭矩下,接触区域当量圆柱齿轮与齿宽中点法线当量圆柱齿轮的赫兹接触线长度和分度圆直径,并分析了齿面接触应力与接触面积间变化规律.研究结果表明:在变载荷运行工况下,从动齿轮锥齿小端凹面为常接触区域;在等效扭矩载荷下,实际接触区域偏离齿宽中心线,当量接触线长度和分度圆直径小于理论计算值时,实际接触应力（972.23 MPa）大于理论接触应力（777.26 MPa）,将等效扭矩载荷下齿轮凹面接触区域调整到齿宽的中部是解决齿轮点蚀故障的有效措施.      

无侧隙双滚子包络环面蜗杆真实啮合齿面的理论研究

为获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆三维真实啮合齿面,基于空间啮合原理建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的数学模型,推导了蜗杆传动的齿面接触螺旋线方程.该方程与Pro/E软件结合,获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆的真实啮合齿面.在此基础上将利用Matlab软件计算得到的蜗杆接触线与Pro/E软件拟合得到的蜗杆齿面对比分析.结果表明:蜗杆齿面拟合精度由蜗杆齿面接触螺旋线条数决定,当螺旋线为9条时,所获得的齿面反映了蜗杆的真实啮合齿面,拟合精度达到0.001 00 mm.     

油介质钢-BFPC结合面的热特性分析

为了研究钢和玄武岩纤维树脂混凝土（BFPC）组成的结合面在油介质条件下的热特性，首先，利用离散原理来计算钢-BFPC结合面的实际接触面积，由于结合面接触时本质上是微凸体接触，微凸体会受到挤压形成挤压应力不同的面积区域，故进一步考虑接触比重，提高实际接触面积结果的精确性；然后，根据结合面的形貌特征，结合傅里叶定律分析油介质条件下钢-BFPC结合面的传热机理；最后，分别通过理论计算和实验研究分析不同载荷（0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 MPa）对结合面热特性参数的影响.研究结果表明：接触热阻随着载荷增大而减小，传热系数和导热系数随着载荷增大而增大，不同载荷下，理论计算与实验计算的接触热阻误差分别为6.40%、6.18%、5.85%、4.61%、3.73%，接触热阻的误差随着载荷增大而减小.