基于磁流变机理的车床减振系统动力学研究

为有效控制外圆车削过程中引起的颤振,本文设计了基于磁流变效应的动力减振装置,建立动力减振器作用下的外圆车削磁流变减振系统动力学模型。利用Matlab对动力减振器作用下的系统幅频响应进行仿真,得到动力减振效果并与阻尼减振效果进行对比;改变动力减振器的阻尼和刚度,得出由磁流变效应引起的阻尼和刚度对减振效果的影响规律,有助于相关车削参数的选取,从而获得较好的减振效果,提高加工精度。     

支撑环零件的装夹加工

支撑环是减摇鳍设备密封装置中的一个零件,是一种薄壁件。用常规方法加工将会使零件产生较大变形。根据薄壁环零件径向刚度差,而轴向刚度强定位稳定性好的特点,把夹紧作用力移在工件的端面位置,工件轴向夹紧不易产生变形,可以有效的消除零件夹紧所引起的变形问题,从而提高工件的装夹刚度。     

管路系统结构及其参数对冲击响应的影响分析

对管路系统进行了冲击响应的仿真及试验分析,得到了管路系统弹性吊架、间隙、弹性支撑三种管路系统结构及其参数对冲击响应的影响情况.结果表明:集中质量点处的最大冲击加速度值在管路系统配置了弹性吊架后有所减小,配置间隙后有所增大,弯管处的应变最大值则反之.在较小范围改变吊架刚度及间隙大小对两者的影响均不大,但两者在管路系统配置了弹性支撑后均有所减小,且均衡支撑将使应变最大值的减小更为明显.研究结果为舰艇管路系统结构抗冲击防护提供了支持.     

支撑参数对船舶轴系-轴承-基座系统振动特性影响研究

针对支撑参数改变轴系振动特性问题,建立轴系-轴承-基座系统分析模型,研究轴承支撑刚度、基座支撑刚度等支撑参数对系统振动固有特性、振动传递特性的影响规律,并提出轴系减振设计参数控制方向。分析结果表明：轴系横向振动模态频率对轴承刚度、基座刚度在某些区间较为敏感;轴系横向振动部分稳定模态频率不随支撑参数改变;螺旋桨轴承强基座刚度、弱轴承刚度,有利于降低螺旋桨横向激励力通过轴系向螺旋桨轴承的传递;舱内油润滑轴承支撑参数改变对降低螺旋桨轴承处的振动传递影响较小。     

支撑参数对船舶轴系-轴承-基座系统振动特性影响研究

针对支撑参数改变轴系振动特性问题,建立轴系-轴承-基座系统分析模型,研究轴承支撑刚度、基座支撑刚度等支撑参数对系统振动固有特性、振动传递特性的影响规律,并提出轴系减振设计参数控制方向。分析结果表明:轴系横向振动模态频率对轴承刚度、基座刚度在某些区间较为敏感;轴系横向振动部分稳定模态频率不随支撑参数改变;螺旋桨轴承强基座刚度、弱轴承刚度,有利于降低螺旋桨横向激励力通过轴系向螺旋桨轴承的传递;舱内油润滑轴承支撑参数改变对降低螺旋桨轴承处的振动传递影响较小。     

艉轴承设计间隙对轴承油膜刚度系数的影响

船舶轴系运行状态与轴承油膜动力学特性变化密切相关,其中艉轴承设计间隙直接影响船舶轴承油膜力特性参数的大小。以轴系轴承油膜刚度系数为研究目标,根据有限长轴承数学模型,以艉轴承设计间隙为变量,运用理论分析和数值仿真方法分析船舶艉轴承设计间隙对轴系轴承的影响,并得出轴承刚度系数的变化规律和特点。     

基于RecurDyn对砂轮的动态特性分析和优化设计

在现代加工制造业中,砂轮作为磨削加工的重要部分,在磨削过程中直接作用于工件,直接影响着工件加工质量和加工精度。砂轮的动态特性分析和优化设计也就显得极其重要了。本文以外圆磨床的砂轮为研究对象,应用RecurDyn软件建立外圆磨床动力学模型,进行动力学仿真分析,获取所关心的系统动态参数。根据砂轮的固有频率和振型找出外圆磨床砂轮的设计不足,进而对砂轮进行参数优化设计,避免共振的发生,降低振动对加工质量和加工精度的影响。     

基于智能视觉的舰船用零件加工控制优化设计

在复杂构件下进行舰船用零件加工中,受到曲面啮合诱导因素的影响,导致加工精度不高,且加工控制中的可视性效果不好。提出一种基于智能视觉的舰船用零件的加工控制优化方法。首先构建舰船用零件加工智能视觉环境,采用加工过程的视觉误差补偿和切削误差补偿结合的方法进行加工误差反馈与修正,采用自适应反演积分控制算法进行控制优化,实现加工控制改进。仿真结果表明,采用该方法进行舰船用零件加工的精度较高,能在可视化环境下进行加工辅助,控制效果较好。     

薄壁异形结构零件的电火花线切割加工方法

本文通过对某型动力电池辅助系统的异形结构零件的工艺分析,通过专用装夹工装的设计和应用,优化线切割的切割参数,从而解决了某型动力电池辅助系统薄壁异形结构零件的电火花线切割加工的难题,积累了薄壁异形零件的线切割加工的实践经验。     

高精度垂臂的工艺改进设计

汽车四轮定位仪中有一个垂臂零件,它的加工精度要求很高,采用加工中心可以实现,但成本很高。本文采用普通机床,改进了该零件的加工工艺,实现了一次装夹的精密分度达到同样的加工精度,避免加工过程中的工件发生位移,大幅降低了加工成本。     

舰用膜式气囊隔振器刚度特性计算方法

针对现有膜式气囊隔振器的刚度特性计算仅考虑囊内气压和几何形状而忽略囊体材料性质,导致舰用膜式气囊隔振器刚度特性设计精度偏低的问题,基于弹性薄壳理论,提出一种舰用膜式气囊隔振器刚度特性的计算方法,推导出包含间隙系数的承载力及刚度特性表达式;通过试验确定某型舰用膜式气囊间隙系数经验值,给出间隙系数经验表达式;计算囊体结构特性参数,分析囊体材料特性对于现有理论模型中刚度特性计算误差的影响,试验表明,针对舰用膜式气囊隔振器,修正后的理论模型能将刚度特性计算误差从30%左右降低至10%以内。     

基于磁流变弹性体变刚度动力吸振器的研究

动力吸振器由于结构简单、性能稳定、经济性好而得到了广泛研究,传统动力吸振器受自身结构限制,工作频带狭窄,对于变频激振,减振性能会大幅降低,严重制约了吸振器的使用范围。磁流变弹性体作为一种新型智能材料,其刚度可通过外加磁场控制。基于磁流变弹性体的动力吸振器可通过调节外加磁场控制自身刚度,进而拓宽吸振器工作频带,提高其减振性能,这对工程实践具有重要意义。本文设计并研究了基于磁流变弹性体的变刚度动力吸振器,通过仿真及实验证明,其明显拓宽了吸振器的减振频带,达到了设计目的。     

基于逆向工程技术的船舶螺旋桨叶数字化设计

螺旋桨是舰船动力系统的关键组件,螺旋桨的桨叶呈复杂的空间自由曲面形状,需要具有很高的精度和良好的水动力特性,因此,船舶螺旋桨的加工和制造难度很大,是船舶工业的研究难点。逆向工程是一种相对于正向工程提出的非常规设计方法,该方法从实际工件出发,利用多种数据采集和分析手段,获取工件的关键特性,最后利用计算机辅助设计方法实现工件的设计与加工。本文介绍了逆向工程技术的加工流程与关键环节,在此基础上研究了船舶螺旋桨的数字化设计技术,有助于提高船舶螺旋桨复杂曲面结构的设计与加工效率。     

带限位隔振系统冲击响应分析

为提高舰载设备的抗冲击能力,利用ANSYS中的弹簧间隙单元构建有限元模型,通过仿真计算分析限位器刚度参数对隔振系统抗冲击性能的影响,揭示二次冲击问题产生的原因并给出合理建议。研究结果表明:在任一安装间隙下,随刚度比的增加,被隔振设备的相对位移响应逐渐减小,加速度响应迅速增加,二者呈负相关;二次冲击问题不受传统限位器刚度大小影响,但通过合理选用限位器参数或设计新型大阻尼限位结构可有效改善二次冲击的影响,进而提高舰载设备的抗冲击性能。     

隔振系统中垫片表面工艺质量与法向接触刚度的关系

安装船舶隔振系统时,由于不同隔振器实际承载和变形量的偏差,需要使用垫片来调整安装间隙。而已有研究表明,隔振系统中垫片的表面工艺质量与法向接触刚度有关联。基于分形接触理论,分析推导垫片法向接触刚度与材料属性、表面工艺质量的关系式,结合表面粗糙度与分形参数的关系,提出一种利用表面工艺质量参数（如粗糙度、粘合率等）估算垫片法向接触刚度的方法。数值计算结果表明：垫片法向接触刚度随表面粗糙度值的减小和粘合率的增大而增大,且粘合率的影响相对较大;当粘合率一定时,法向接触刚度在Ra 36.3μm时变化较小,而在 Ra ￡6.3μm时变化较大;综合考虑垫片加工水平、加工成本以及接触面对系统的影响,建议垫片表面加工精度取Ra=6.3μm为宜。     

隔振系统中垫片表面工艺质量与法向接触刚度的关系

安装船舶隔振系统时,由于不同隔振器实际承载和变形量的偏差,需要使用垫片来调整安装间隙。而已有研究表明,隔振系统中垫片的表面工艺质量与法向接触刚度有关联。基于分形接触理论,分析推导垫片法向接触刚度与材料属性、表面工艺质量的关系式,结合表面粗糙度与分形参数的关系,提出一种利用表面工艺质量参数(如粗糙度、粘合率等)估算垫片法向接触刚度的方法。数值计算结果表明:垫片法向接触刚度随表面粗糙度值的减小和粘合率的增大而增大,且粘合率的影响相对较大;当粘合率一定时,法向接触刚度在Ra3 6.3μm时变化较小,而在Ra￡6.3μm时变化较大;综合考虑垫片加工水平、加工成本以及接触面对系统的影响,建议垫片表面加工精度取Ra=6.3μm为宜。     

超大型浮体柔性夹层连接器力学性能研究

考虑连接器作为超大型浮体最为薄弱的构件之一,研究带有柔性夹层连接器的力学特性,旨在明确柔性夹层对连接器的刚度和应力变化的影响.通过建立钢与柔性夹层的本构模型,采用接触力学分析手段,对连接器进行力学分析,分别获得超弹性橡胶和尼龙作为柔性夹层时连接器的力学特性和刚度变化曲线,并获得不同厚度,初始弹性模量和泊松比对这一结果的影响程度.分析发现,超弹性橡胶与尼龙对于连接器的应力大小具有显著影响,采用超弹性橡胶和尼龙夹层时,连接器的应力水平与应力分布也明显不同,同时材料参数的变化对于连接器的刚度变化影响较大.可根据实际需要,对柔性夹层材料进行参数优化,既得到合理的连接器刚度,又将连接器应力水平控制在合理范围内.     

钢制压力容器椭圆封头的加工

冲压是通过模具对板料施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得一定尺寸,形状和性能的零件的加工方法。冲压加工的应用范围很广,不仅能制造很小的仪表零件,也能制造如汽车大梁等大型零件;不仅能制造一般精度和形状的零件,而且也能制造精密且复杂形状的零件。 冲压件在形状和尺寸精度方面互换性较好,可以满足一般的装配使用要求,并且经过塑性变形,金属的内部组织得到改善,机械强度有所提高,具有重量轻,刚度好,精度高和外表光滑美观等特点。这种加工方法,在加工压力容器的配件上应用甚广。     

大型船用曲轴磨床整机的动静态性能仿真分析及优化

基于三维仿真分析软件Pro/ENGINEER,建立了大型曲轴磨床的三维几何模型与虚拟样机仿真模型.首先通过Pro/E的多体动力学仿真子模块,对船用曲轴磨床进行曲轴加工时的配重平衡仿真分析,极大减小了曲轴加工时由不平衡引起的激振力.其次采用结构分析模块Pro/Mechanica,对机床床头箱的刚度进行了结构优化分析,不仅提高了曲轴在加工时的支撑刚度,同时也改善了磨床动态刚度.通过以上的仿真分析,优化了曲轴磨床的动静态特性,有效保证了船用曲轴的加工精度.     

基于CAD/CAM的舰船用高精度零件加工技术

传统舰船用高精度零件加工技术使用图纸对高精零件进行设计刻画,造成实际生产中出现较大的加工误差,为此设计基于CAD/CAM的舰船用高精度零件加工技术。完成零件几何加工建模的构建,使用多体拓扑结构描述高精度零件的几何形状,预留出精加工余量,使用周期传感器测定加工分度参数,审核精加工质量以及加工精度;使用编程代码在CAD/CAM技术上补偿测量零件误差,实现舰船高精度零件精准加工。实验数据表明,设计的高精度零件加工技术比传统高精度零件加工技术的加工精准度高25%,说明设计的方法具备极高的有效性。