角接触球轴承极限推力载荷有限元分析

介绍了角接触球轴承极限推力载荷经典力学的计算方法;用有限元分析方法对角接触球轴承的极限推力载荷进行分析,通过研究滚动体与内、外圈滚道接触状态,研究在不同的内、外圈沟曲率系数情况下,极限推力载荷的变化情况,并确定角接触球轴承的极限推力载荷,避免轴承在使用过程中产生边缘应力集中,为角接触球轴承的设计与应用提供有价值的参考.     

平衡悬架钢板弹簧离散梁单元模拟方法误差修正

为研究平衡悬架钢板弹簧离散梁单元模拟模型的精度,建立了3种典型重载车辆常用平衡悬架模型.同时采用平衡悬架刚度经典计算方法,计算3种悬架的刚度.对比分析离散梁单元法和经典方法垂向刚度计算结果,发现离散梁单元法模拟结果较理论计算结果大55%左右.分析误差产生原因,提出误差修正方法.修正之后的模型垂向刚度与理论刚度相比,偏差在5%以内.该修正方法为离散梁单元建模的推广应用,同时也为建立符合实际力学性能的钢板弹簧模型提供了条件.     

角接触球轴承的罚函数粒子群算法优化设计

为了提高角接触球轴承的性能,以双列角接触球轴承的额定动载荷和额定静载荷最大为优化目标建立了双列角接触球轴承结构的多目标优化模型.针对普通粒子群算法易于陷入局部最优的缺陷和不能有效解决带约束条件的优化问题,基于标准粒子群算法,在目标函数中加入惩罚项,将带约束条件的优化问题转变成无约束优化问题.最后以3210角接触球轴承为算例,通过提出的罚函数粒子群算法对其进行了优化设计,经优化后,轴承动、静载荷额定值各自提高了66.46％和70.60％.结果表明,采用罚函数粒子群算法能较好的提高角接触球轴承的性能.     

螺旋桨无空泡噪声的研究

文中建立了一套时域范围内螺旋桨无空泡噪声的预报方法：将基于速度势的非定常面元法计算的螺旋桨表面压力分布作为无空泡噪声计算的输入量,采用声学FW-H方程的Farassat公式获得声压的时间历程,再通过离散傅里叶变换得出噪声的频谱图.通过对计算结果的比较和分析,得出螺旋桨在无空泡状态下,厚度噪声要比载荷噪声小得多,可忽略不计.载荷噪声和厚度噪声具有明显的指向性,载荷噪声声压级在桨轴方向最大,在桨盘面方向最小.     

四点接触球轴承接触角对接触应力的影响初探

根据接触力学理论,应用有限元方法对四点接触球轴承接触角对接触应力的影响进行了研究,对五组不同接触角的四点接触球轴承进行分析.结果表明,在相同载荷条件下的四点接触球轴承,当接触角不同时对应的接触应力也会有所改变,当接触角为15°时,接触应力最小,研究结果可为四点接触球轴承的设计与应用提供参考.     

车辆-轨道耦合动力学钢轨模型求解方法

应用车辆-轨道非线性耦合动力学模型,分析了采用解析方法的模态叠加法、有限元法的模态叠加法和有限元法的直接积分法求解车辆-轨道耦合动力学钢轨模型的计算精度与计算效率.选取Bernoulli-Euler梁或Rayleigh-Timoshenko梁模拟钢轨,采用不同类型单元离散钢轨模型,并利用显式积分方法求解车辆-轨道耦合动...     

渐开线齿轮Kβ的新计算方法

针对齿轮强度国家标准中关于齿轮轮齿载荷分布系数Kβ计算方法的一些不妥之处,提出了新的改进算法.新算法舍弃了国标中轮齿载荷分布沿齿向成线性的假设条件,依据轮齿的载荷-变形协调关系,把影响载荷分布系数Kβ的各类误差归结为影响轮齿齿向的初始载荷分布,考虑了轴承的变形、齿轮的制造、安装误差、齿轮轴向力及其齿轮跑合量对Kβ的影响,最终确定在动态条件下轮齿啮合线上的稳定载荷分布,再由KHβ＝Wmax/Wm算得轮齿的载荷分布系数.实例表明本计算方法比齿轮强度国家标准推荐的计算方法更有效、实用.     

考虑道路属性特征的中观排放模型研究

准确地对机动车排放污染进行量化评估是机动车排放控制策略制定的前提. 为提高模型计算精度,提出低速行驶比例的概念,用于描述车辆在路段上行驶时瞬时速度的分布特征. 在传统的VSP分布排放模型的基础上,纳入更多的中观影响因素,包括路段平均速度、路段长度、道路等级和低速行驶比例,采用多元回归方法构建一种新型的中观排放模型. 经比对,所建排放模型相对于传统VSP分布排放模型精度更高. 所建模型考虑的新增影响因素均较易获得,故可应用于城市大规模交通路网的排放计算,对提高城市路网排放计算精度,辅助机动车排放控制策略制定具有一定意义.     

考虑道路属性特征的中观排放模型研究

准确地对机动车排放污染进行量化评估是机动车排放控制策略制定的前提. 为提高模型计算精度,提出低速行驶比例的概念,用于描述车辆在路段上行驶时瞬时速度的分布特征. 在传统的VSP分布排放模型的基础上,纳入更多的中观影响因素,包括路段平均速度、路段长度、道路等级和低速行驶比例,采用多元回归方法构建一种新型的中观排放模型. 经比对,所建排放模型相对于传统VSP分布排放模型精度更高. 所建模型考虑的新增影响因素均较易获得,故可应用于城市大规模交通路网的排放计算,对提高城市路网排放计算精度,辅助机动车排放控制策略制定具有一定意义.     

渐开线齿轮Kβ的新计算方法

针对齿轮强度国家标准中关于齿轮轮齿载荷分布系数Kβ计算方法的一些不妥之处，提出了新的改进算法，新算法舍弃了国标中轮齿载荷分布沿齿向成线性的假设条件，依据轮齿的载荷-变形协调关系，把影响载荷分布系数Kβ的各类误差归结为影响轮齿齿向的初始载荷分布，考虑了轴承的变形、齿轮的制造、安装误差、齿轮轴向力及其齿轮跑合量对Kβ的影响，最终确定在动态条件下轮齿啮合线上的稳定载荷分布，再由KHβ=Wmax／Wm算得轮齿的载荷分布系数，实例表明本计算方法比齿轮强度国家标准推荐的计算方法更有效、实用。     

基于微分变换的柔性体小变形装配精度分析

在产品设计阶段进行装配精度分析时通常以刚体假设为前提，往往忽略外部载荷、温度变化等载荷因素的影响. 在已存在制造误差、装配误差的情况下，载荷因素引起的零件变形会进一步影响装配精度. 因此，本文提出了一种同时考虑制造、装配误差和零件变形的装配精度分析模型. 该模型首先沿尺寸链将变形的公差特征离散化，在每个节点处建立并固结节点坐标系；然后提取节点的变形信息，对目标特征上的每个节点坐标系进行微分变换，实现误差与变形的综合；最后建立了线性化的综合误差分析模型. 研究结果表明:模型不仅克服了传统误差分析模型以刚体假设为前提的局限，得到了零件的局部变形对装配精度的影响，还可极大地减少装配系统几何建模与力学分析的难度和工作量.      

轨道客车随机振动精细分析方法

建立了轨道客车结构随机振动精细分析计算方法和工程应用系统.将求解随机振动的虚拟激励法与分体耦合式振型分解法相结合,大幅提高了结构随机振动分析计算的效率,使车辆动力学计算模型与静强度分析模型的规模有相同量级;有效地处理了比例阻尼和非比例阻尼共存同一模型的复杂阻尼体系,保证数值计算精度.可采用有限元法建立车辆整体结构动力学精细模型,以轨道不平顺谱作为输入激励载荷,进行随机振动仿真计算,除了将车辆运行平稳性的评价精度从"体"提高到"点"外,可以直接进行结构随机应力计算和疲劳寿命评估,从而形成车辆结构全生命周期的完整仿真体系.开发了工程应用系统,并通过工程实例证明方法和应用系统的有效性.实例给出25T型客车详细的结构随机振动响应分布,表明利用该系统可以揭示轨道客车结构任意部位的动态行为和减振效果,扩展了现行车辆系统动力学功能.     

基于一面两孔特征的点云配准方法

为了提高零件在扫描检测过程中点云与设计模型的配准精度,提出了一种基于一面两孔特征的点云配准方法.该方法粗配准以零件的平面/圆柱孔特征为对象,使设计模型和点云的局部坐标系重合,并通过改进ICP算法求解点云与设计模型最近点的距离最小平方和实现精配准.由于配准区域和最近点的计算方法不同,精配准进一步分为全域和特征域配准两种类型.全域精配准以距点云最近的设计模型三角网格点或投影点为最近点,适合于毛坯件;特征域精配准则通过求解点云在平面/圆柱孔特征上的投影点为最近点,适合于成品件.试验及计算结果表明:全域配准的配准精度随表面离散点距离的减小而提高, 当离散点距离达到1.50 mm时,其配准精度已经达到0.15 mm,基本满足工程应用要求.当配准精度相同时,配准效率较其它方法提高10%~20%.      

基于离散水平集方法的Chan-Vese模型

采用离散形式的水平集函数代替传统的符号距离函数,提出基于离散水平集方法的Chan-Vese模型。采用变分方法得到水平集函数演化的梯度降方程,对得到的演化方程进行半隐式离散求解和数值算例验证,并与传统的符号距离函数方法进行对比,以验证离散水平集方法在图像分割中的优势。实验结果表明,基于离散水平集方法的Chan-Vese模型分割速度和精度比用符号距离函数实现的Chan-Vese模型有明显提高。     

基于Robertson 模型的异质交通流车队离散研究

为充分描述异质交通流条件下的车队离散规律,为信号协调控制提供理论基础,结 合异质交通流条件下的车流特征和Robertson 模型计算速度快的优点,对多股交通流分别建 模,并在此基础上构建异质交通流车队流量离散模型.通过实际调查数据,分析下游交叉口到 达流率分布与上游交叉口离去流率分布之间的关系,并将本文模型和Robertson 模型与实际 数据进行比较分析.结果表明,与Robertson 模型相比,本文模型能够更好地描述异质交通流条 件下的车队离散规律,平均预测均方误差减少了8.29%.     

指数格式截断精度阶数估计

计算流体力学中常需对离散方程的精度有一个评估，而这种评估通常是以离散格式的截断阶数为指标．目前绝大多数格式的离散精度都是知道的，但指数格式的精度未见分析．文中对指数格式截断精度阶数进行了估计。     

三维离散元模型及计算参数选取研究

通过大量的计算机模拟试验、物理模型试验及一定的理论分析,改进了三维离散元模型,利用速度时程曲线分析了计算模型的稳定性;根据速度分布的方差时程曲线探讨了各计算参数与速度分布之间的关系,最后通过散粒体堆积的等值线图进一步验证了模型的正确性和参数取值的合理性。     

转向架构架的广义斜对称载荷

结构对称的二轴转向架构上理应均匀分布的垂向支承力会重新分布，这附加的载荷即斜对称载荷，本文依据斜对称载荷的计算原理找出了多轴转向架构架上垂向载荷转移的规律以及附加载荷的具体计算方法。     

基于STL模型的船舶静水剪力与弯矩计算方法"

为了提高船舶强度计算精度,提出了一种基于STL模型的船舶静水剪力与弯矩计算方法。在计算总纵强度时,采用常规算法计算船舶浮态初值,然后采用迭代算法计算船舶吃水、横倾角与吃水差;按照船舶肋位切割船舶外壳得到每个肋位的横剖面,采用格林公式计算每个剖面水下部分的面积,纵向积分得到浮力曲线;通过对船舶舱室STL模型的切割,离线建立每个舱室的质量分布表,用舱室实际质量分布代替梯形分布来计算船舶质量分布曲线;最后基于散货船"太行128"和"SPRING COSMOS",通过浮力与质量分布曲线计算了5种典型载况下的剪力与弯矩。计算结果表明:计算值与采用软件NAPA的设计值相比,剪力与弯矩的平均误差约为1%,最大误差为2.6%,计算误差较小,因此,船舶静水剪力与弯矩计算方法精度较高;采用浮态迭代算法只需计算出船舶任意浮态下的排水体积与浮心坐标,程序实现简单、稳定与可靠;静水剪力与弯矩计算方法适用于船舶任意浮态,通过直接切割船舶外壳计算船舶浮力曲线,弥补了常规方法只能计算船舶纵向强度的不足;通过建立舱室的质量分布表与采用舱室的实际质量分布代替传统的梯形分布,减少了计算量,提高了计算精度。     

T形梁的组合板——梁桥荷载横向分布系数研究

根据现浇桥面板的T形组合简支板一梁桥结构特点,采用平面模型（偏心压力法、刚接板（梁）法）和空间模型（有限单元法）计算该组合简支板——梁桥荷载横向分布系数。运用通用结构分析软件ANSYS将该组合板——梁桥离散成空间有限元,分析该桥荷载横向分布系数变化规律,并将刚接板（梁）法及ANASYS解法计算结果与实测结果进行对比研究。研究结果表明：偏心压力法不适于计算该类组合板梁桥荷载横向分布系数;刚接板（梁）法全桥各截面采用同一横向分布系数并不精确,而ANSYS计算结果能与实测值较好的吻合;同时提出了适合该类桥型的横向分布系数计算方法,并建议了更加准确的计算方法。