行星滚柱丝杠电动缸研究及应用现状

行星滚柱丝杠电动缸作为一种新型机电一体化产品,具备“大推力、高精度、高频响、高效率、长寿命”等优点,广泛应用于高端装备制造业及国防工业领域。本文针对行星滚柱丝杠电动缸的传动原理及性能特点进行了分析,从国外和国内两方面对行星滚柱丝杠电动缸的研究应用现状进行了介绍,并对行星滚柱丝杠电动缸的发展趋势进行了总结,最后结合我国企业现状提出了一些发展建议。     

行星滚柱丝杠电动缸应用现状

针对行星滚柱丝杠电动缸的传动原理及性能特点进行分析,从国外和国内两方面对行星滚柱丝杠电动缸的应用现状进行了介绍,并对其发展趋势进行了总结,最后结合我国企业现状提出了一些发展建议。     

行星滚柱丝杠90kN电动缸整机模态与轴向静刚度分析

以行星滚柱丝杠90kN电动缸为研究对象,采用有限元方法对电动缸整机结构进行模态分析,得出电动缸前16阶固有频率、主要的振动部位(形式)及其与激励源之间的共振避开率,为后续振动分析和结构减振优化奠定基础。通过仿真90 kN拉、压轴向载荷下电动缸的轴向变形情况,得出其静刚度特性,为后续变载荷下的精确位置控制提供参考。     

行星滚柱丝杠寿命试验台有限元分析

由于在寿命试验过程中,试验台受到的应力较大,存在疲劳破坏的风险,这将导致生产和测试过程中的巨大损失.对试验台中的关键零件进行一系列有限元结构分析,对提高行星滚柱丝杠寿命试验台的可靠性和使用寿命也具有一定的现实意义.     

基于DDAM的套筒式液压联轴器抗冲击性能及影响因素分析

本文基于DDAM法建立某型套筒式液压联轴器抗冲击数值模型,通过对不同冲击载荷下主要部件的抗冲击响应分析,完成了液压联轴器的抗冲击性能评估。在此基础上,开展液压联轴器抗冲击性能影响因素研究,分析联轴器相对布置位置、轴段长径比、轴段与联轴器重量比以及轴段端面约束方式对液压联轴器抗冲击性能的影响规律。通过正交实验,分析了上述4种因素对液压联轴器抗冲击性能的影响程度。研究结果表明,垂向冲击载荷作用下液压联轴器各部件产生的冲击响应最大。在不同方向冲击载荷作用下内套产生的冲击应力最大,表明内套是液压联轴器抗冲击性能最敏感部件。相比于固定约束边界条件,通过弹簧模拟油膜刚度的轴段端面约束边界条件将导致液压联轴器应力增大。此外,连接轴段重量和液压联轴器相对布置位置对其冲击应力计算结果影响明显,整体质量越大、液压联轴器布置越靠近两轴段中间位置将使得冲击应力值增大。     

艉轴承载荷分布影响因素研究

为解决某船艉轴架赛龙轴承异常磨损问题,文章应用有限元方法建立艉轴、艉轴承及轴承衬套接触模型,研究轴承斜度与长度对轴承载荷分布的影响。结果表明,在一定条件下,轴承斜度对轴承载荷分布的影响十分明显,且轴承加长可进一步有效增加实际接触面积,降低局部峰值压力,改善轴承及轴承衬套的磨损状况。     

行星齿轮减速器振动噪声特性仿真分析

针对某功率分流式行星齿轮减速器,应用LMS Virtual.Lab软件建立其刚体动力学模型,通过动力学仿真分析得出轴承部位的动载荷时域曲线。进一步建立行星减速器的有限元模型,通过FFT变换将动载荷转化成频域载荷加载到有限元模型中,应用有限元方法求解得出行星减速器箱体的强迫振动响应特性;并结合有限元和无限元方法建立行星减速器箱体外声场计算模型,加载箱体的振动作为边界条件;通过仿真分析明确了行星减速器的振动噪声特性;可为行星齿轮减速器开展减振降噪优化设计提供技术支撑。     

行星滚柱丝杠90kN电动缸强度分析及结构优化

本文以行星滚柱丝杠90kN电动缸为研究对象,首先进行传力链分析,得出关键受力部件,然后通过有限元方法,对经典公式校核过的关键部件进行复验,另外对于经典公式无法校核计算的受力部件进行强度校核。在完成关键部件仿真分析的基础上,针对薄弱点提出了结构优化方案,并对该方案进行了仿真验证。     

舱段有限元分析等效计算总纵强度研究

对采用舱段有限元模型进行船体总纵强度分析时,边界条件及计算载荷的施加进行研究,并通过一艘实船的整船与舱段模型的对比分析,表明舱段模型与全船模型的分析结果具有良好的一致性.     

温度载荷对化学品船货舱结构应力的影响分析

针对某化学品船货舱结构,考察该货舱段的温度场分布,建立温度场及热应力计算模型。运用通用有限元计算软件PATRAN/NASTRAN对该货舱段模型进行稳态温度场和热应力分析。通过考察不同温度下结构应力的变化情况,得出温度载荷对货舱段结构应力及变形影响的相关规律,为该类船舶设计提供参考。     

尾轴架系统强度计算及建模方法

船舶尾轴架系统在设计完成后,需对其结构强度进行计算,使得在船舶航行中不发生破坏。强度计算时为达到更高的精度要求,通常可采用有限元计算方法,在误差较小的情况下,简化计算模型有助于提高计算效率。基于对尾轴与轴毂间连接方式的简化以及模拟尾轴采用单元的不同分别建立了4种模型,在对比不同设计载荷的基础上,选取了载荷及工况进行加载计算。结果表明,有限元计算中,尾轴采用梁单元模拟时,计算出的前尾轴架应力高于采用实体单元模拟,同时在建立模型时需考虑尾轴承刚度的影响以及尾轴与轴毂间的相对滑动。     

5100m车道客滚船均布设计载荷工况计算

以意大利船级社船体结构规范为基础,结合5 100 m车道客滚船实际项目的设计经验,对比客滚船的各种均布设计载荷(Uniform Design Load, UDL)的计算方法,校核UDL设计载荷与轴载荷的匹配情况。针对UDL大于实际装载载荷的情况,对比基于轴载荷的舱段分析与全船UDL工况分析,给出一套UDL同步移动区域的计算方法,将增加结构重量带来的不利影响降至最低。     

半潜式钻井平台风载荷CFD预报

在平台设计过程中,海洋平台受到的风载荷是稳性分析与结构设计需要考虑的重要因素。本文采用CFD技术,对某型半潜式钻井平台在作业工况下受到的风载荷进行了预报,分析了湍流模型、风速剖面形式、湍流强度分布等因素对半潜式钻井平台风载荷的影响。结果表明：不同湍流模型对海洋平台风载荷的预报偏差在2%以内,可以忽略湍流模型的影响;风速剖面对风载荷有较大影响,随着风速梯度的增加而增大;湍流强度分布对海洋平台风载荷的影响在6%以内。研究结论可为建立高精度的海洋平台风载荷数值预报方法提供技术支持。     

二冲程船用低速机热流固耦合分析

本文以低速二冲程船用发动机为研究对象,通过建立发动机整机热流固耦合模型,结合燃烧侧和冷却侧边界条件,采用流体与有限元相结合的方法得出耦合场的温度分布,并考虑该工况下的螺栓预紧力和缸内爆压等机械载荷,进行热机耦合应力分析,讨论热负荷和机械载荷对整机应力分布的影响,并在所得应力场的基础上,对核心受热零部件缸盖进行了高低周疲劳分析。     

基于柔性体的侧推封盖系统运动特性仿真分析

为分析和预测侧推封盖系统在使用工况下的运行特性,在侧推封盖系统运动构件优化设计的基础上,建立侧推封盖系统刚柔耦合模型,分析施加水动力载荷后模型的运动特性及受力状态,并对试验数据进行对比分析。研究结果表明：在考虑水动力载荷的前提下,液压缸受力与空载状态相比增加27%,连杆最大应力从2.8 MPa增加至42.72 MPa;柔性化后仿真模型运动曲线存在一定波动,波动主要出现在运行初期和载荷施加后,后者影响大于前者;由于加工误差和装配间隙的存在,连接关节处存在较大的摩擦力矩,液压缸所受力试验值大于仿真值,最小差值为5.9%,最大差值为19.1%。     

电动舵机用电动缸滚珠丝杠振动特性

针对电动舵机用电动缸滚珠丝杠噪声较大的问题,通过建立滚珠丝杠振动的数学模型,计算得到滚珠丝杠自然状态下的振动频率及振型。采用Solidworks建立滚珠丝杠的三维模型,并导入到有限元分析软件Ansys中划分网格,仿真计算出滚珠丝杠的自然模态。通过与数学模型计算出的结果对比,验证了Ansys仿真分析结果的准确性,从而在设计中避开滚珠丝杠发生共振的频率,以达到减小噪声的目的。     

轴向载荷下多平面DT型管节点应力集中系数概率模型研究

应力集中系数作为一个随机变量,对管节点及导管架平台的疲劳可靠性评估结果有着重要影响。文章以多平面DT型管节点为研究对象,建立了352个几何参数不同的三维管节点有限元模型,并分析了沿弦管-撑管焊缝处的应力集中系数分布。采用密度直方图描述最大应力集中系数统计样本的特征,利用疲劳可靠性分析中常用的几种概率分布进行拟合。各个概率模型中的参数通过极大似然估计方法得到。根据卡方检验的结果对比发现,Birnbaum-Saunders分布是最适合的概率模型。因此,文中提出一组适用于描述在轴向载荷即单向轴向和平衡轴向载荷作用下多平面DT型管节点弦管侧和撑管侧最大应力集中系数分布的概率模型,对今后导管架式海洋平台结构的疲劳可靠性分析具有重要意义。     

行星齿轮传动齿根动应力计算

针对功率分流行星齿轮传动齿轮重合度大,齿根应力计算工作量大的问题,对齿根动应力的计算问题进行了详细的研究。并以功率分流差动级太阳轮为例,对模型的建立方法、网格的划分方法、载荷的施加方法进行了详细的分析。利用Ansys中的APDL语言形成载荷文件,来控制在1个啮合周期内若干对接触线位置上载荷的施加。本文的计算方法可以精确、快速地得到1个齿在啮合过程中齿根的动应力。     

螺旋桨橡胶轴承压力分布分析与结构优化

由于船舶螺旋桨轴承承受的载荷呈边缘效应,尾轴与轴瓦接触压力分布不均匀。应用有限元方法建立桨-轴-轴承接触模型,分析在轴系载荷作用下橡胶轴承压力分布与变形特点。并将计算结果与实测结果进行比较,验证计算方法与模型的正确性。在此基础上提出了橡胶轴承结构优化方法,计算分析表明优化后轴承压力分布得到了明显改善,可有效降低轴承的局部严重磨损、提高轴承工作寿命。     

温度场对水下航行器电池舱段结构强度和刚度的影响

利用CATIA和Ansys Workbench软件建立了某型水下航行器电池舱段的实体模型和有限元模型,根据《CB 1235-1993鱼雷环境条件和试验方法》,对电池舱段进行动力学分析。首先研究了结构正常工作条件下电池舱段工作时内部锂/亚硫酰氯电池发热及外部海水温度不同产生的温度场对结构强度的影响。其次分析了不同贮存、运输温度环境条件下,电池舱段结构抵抗脉冲冲击载荷的能力。结果表明,随着海水温度升高,电池舱段内外温差减小,电池舱段受到加速度载荷时的等效应力及变形也随之减小。在脉冲冲击载荷作用下,温度对结构强度及刚度的影响呈非线性。在20℃时,结构的等效应力及变形最小。随着温度正向及负向的变化,等效应力及变形都将增大。