最新刊期
      2015 年 第 1 期

        振动·噪声·监测·诊断

      • 赵晓清,徐玉秀,梁晓玉,杨文平,闻邦椿
        2015, 37(1): 1-8. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.018
        摘要：针对不同测点的信息对故障敏感度不同、各测点的振动传递使故障与测点具有关联性等特点,提出基于振动相关信息融合的故障诊断模型。分别获取正常和5种故障状态在3个测点下振动信号的小波包能量特征向量;计算同一测点不同状态信号的能量特征相关系数及不同测点相同状态信号的能量特征相关系数。通过分析这两类信息所呈现的特性建立故障诊断模型。用14组待检信号进行故障诊断模型的实例分析,其诊断结果与实际故障状态完全一致。用支持向量机方法对5种故障状态进行分类,得到的结果与实际故障状态一致,验证了所建立的故障诊断模型的正确性。分析结果表明,通过振动相关信息融合建立的故障诊断模型能有效反映出不同故障状态的特性,能准确诊断出复杂行星齿轮传动系统的微弱及耦合故障。  
        关键词：小波包;相关系数;信息融合;支持向量机;行星齿轮传动系统;微弱及耦合故障   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杨潘,李东文,曾鸣
        2015, 37(1): 9-12. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.019
        摘要：在定义局部Hilbert边际能量谱的基础上,提出了一种基于局部特征尺度分解(Local characteristic-scale decomposition,LCD)和局部Hilbert边际能量谱的滚动轴承故障特征提取方法。采用LCD方法对滚动轴承原始振动信号进行分解得到若干内禀尺度分量(Intrinsic scale component,ISC),然后对各个ISC分量进行Hilbert解调得到信号的时频分布。根据信号时频分布中能量分布确定频率段的下限和上限频率,从而得到相应的局部Hilbert边际能量谱,计算该频率段内信号的能量并将其作为故障特征参数。实验分析结果表明,所提出的方法能有效地提取滚动轴承故障特征信息。  
        关键词：局部特征尺度分解;局部Hilbert边际;能量谱;能量;滚动轴承;故障诊断   
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      • 杨志安,孟佳佳
        2015, 37(1): 13-17. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.034
        摘要：以电动机轴承转子系统为研究对象,考虑转子系统受不平衡磁拉力、油膜力、偏心力、阻尼力以及非对称刚度等因素的影响。应用牛顿第二定律建立电动机轴承转子系统的弱非线性振动方程模型,应用求解非线性方程的平均法,得到系统主共振的幅频响应方程。并分析电磁参数对系统主共振幅频响应曲线的影响,随着转子半径、气密磁隙和铁芯长度的增加,系统的幅频响应曲线均向右偏移。  
        关键词：轴承转子;弱非线性;电磁力;油膜力;主共振;平均法   
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      • 王平,姜善涛
        2015, 37(1): 18-22. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.004
        摘要：圆形截面区域内圆孔对弹性波的散射问题是无损探伤等应用领域内的主要研究对象之一,一直未在理论上给予解决。利用复数法、特殊函数加法公式和波函数展开法研究了圆形区域内圆孔缺陷对区域外边界反平面分布载荷的动态响应问题,给出了圆域内的位移场和圆孔缺陷边界处应力集中系数的计算方法,讨论了缺陷边界处应力集中系数随扰动频率、偏心距和方位角的变化关系,并通过数值算例分析验证了理论的研究结果,说明了边界和载荷对集中系数的影响。  
        关键词：圆形区域;圆孔缺陷;SH波散射;波函数展开法;应力集中系数   
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      • 文跃兵,谭建平,王宪,李楷模
        2015, 37(1): 23-27. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.035
        摘要：研究一种基于机器视觉的柔性接头平面摆动摆心飘移测试系统。所述系统包括相机支架、标志物、图像处理模块、摆心计算模块、结果处理模块、工业相机、数据接口、工业计算机及其他辅助装置。两个标志物几何中心定位在与被测摆动体中心线成一定角度的直线上,标志物随摆动体摆动时,工业相机对摆动体进行连续图像采样,图像数据通过数据接口传输给工业计算机,图像处理模块对图像进行去噪、背景剪除、标志物定位操作,获取标志物在测试系统坐标系的平面坐标,摆心计算模块依据数学模型计算得出两次图像采样区间的平均摆心来逼近摆动体运动过程中的瞬时摆心,结果处理模块对摆心飘移曲线进行直观有效的显示与记录。最后通过仿真和实验验证了使用该测试系统所测试的物体摆心检测精度达0.5%左右。  
        关键词：摆心漂移;机器视觉;图像处理   
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        发布时间：2022-09-22
      • 秦洪懋,孙嘉兵,孙宁
        2015, 37(1): 28-31. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.020
        摘要：为了充分挖掘Winger时频谱有效信息,研究提出一种基于振动信号Winger分布和奇异值分解相结合的轴承故障诊断方法。首先运用Winger分布分析原始振动信号,然后基于奇异值分解的方法分析Winger谱矩阵,得到反映机械故障状态特征的特征序列,最后将振动信号的Winger谱奇异值作为特征向量,使用支持向量机(SVM)进行故障诊断。实验结果表明,该方法能有效的提取故障特征。  
        关键词：轴承故障;振动信号;奇异值分解;Winger分布;支持向量机   
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        发布时间：2022-09-22

        实验研究·测试技术

      • 许巍,于慧臣,陶春虎
        2015, 37(1): 32-38. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.010
        摘要：实验研究了胶层厚度对轻质铝合金单搭接头总体强度的影响规律,并探讨了接头总体强度-胶层厚度关系曲线变化趋势的相关影响因素,具体评估了胶黏剂韧性的影响。实验结果表明:当胶层厚度改变时,韧性胶黏剂对应胶接接头总体强度的变化程度,比脆性胶黏剂对应的情况要剧烈,当厚度处于较小范围的时候,这种现象表现得尤为明显。当胶层厚度大于临界厚度时,胶接接头的总体强度表现为胶黏剂的宏观剪切强度。实验结果与已有模型预测结果吻合较好。  
        关键词：轻质合金;胶接接头;总体强度;厚度依赖   
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      • 方健,沈巍,王磊
        2015, 37(1): 39-44. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.011
        摘要：基于三点弯曲试样韧断铰链模型,建立了根据加载点位移与韧带宽度关系定量评价材料裂纹尖端张开角度(CTOA)值的单试样方法。使用能量高达40k J的摆锤冲击机对压制缺口落锤撕裂试样(DWTT)试样实施仪器化冲击,采用关键曲线法验证了韧断过程中试样极限载荷与韧带宽度平方值的线性关系,进而提供了一种评测材料参数A*σf的试验方法。针对全板厚与减薄试样的试验结果表明,尽管由于初始韧带截面积的不同导致试样在承载耗能上存在显著差异,但在裂纹扩展阶段两组试样的CTOA值与变化趋势近似一致。所设定的对应裂纹长度25 mm~40 mm的稳态阶段,临界CTOA值,即CTOAC作为材料止裂性能的本征参数,其结果不受试样厚度影响而基本保持基本恒定。  
        关键词：落锤撕裂试验(DWTT);仪器化冲击试验;裂纹尖端张开角度(CTOA);管线钢   
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        发布时间：2022-09-22
      • 戚晓利,尹晓春,杨海波,金腾飞
        2015, 37(1): 45-51. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.005
        摘要：采用自行研制的一套柔性结构次碰撞实验平台和配套搭建的次碰撞瞬态测试系统,对钢球坠落碰撞简支钢梁过程进行了详细的实验测试。在此基础上,结合赫兹碰撞理论和数值仿真方法,深入探讨和研究了碰撞过程中出现的次碰撞现象。研究结果表明:(1)首个次碰撞过程的碰撞持续时间与Hertz碰撞时间相吻合;(2)后续次碰撞与首个次碰撞过程不同,其碰撞持续时间围绕Hertz碰撞时间作随机变化,但在总体趋势上依然符合赫兹碰撞理论;(3)研究表明,看似随机、对结构瞬态响应敏感、十分复杂的次碰撞过程,本质上受到局部接触变形所主导,可以采用Hertz准静态理论研究次碰撞过程的一些机理和规律;(4)后续次碰撞过程明显受到了柔性梁整体变形运动的影响,反过来又影响到钢球的上抛运动和梁的后续瞬态响应,使得下一次碰撞的发生变得难以预测.  
        关键词：梁;次碰撞;实验;数值仿真;理论分析;碰撞时间   
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        发布时间：2022-09-22
      • 陈群志,周志强,张强,孙彦鹏
        2015, 37(1): 52-57. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.025
        摘要：列举了飞机薄壁结构紧固件损伤失效故障的典型实例,简要分析了其失效特点与危害性。针对某型飞机机翼前缘襟翼单面连接结构紧固件松动、脱落的故障问题,提出了3种改进方案,并采用拉-拉疲劳试验与振动疲劳试验方法对改进前后的紧固件进行了对比试验。为模拟紧固件在振动疲劳载荷作用下的失效模式与失效过程,研制出了冲击振动试验台;初步建立了飞机结构紧固件振动疲劳试验方法。结果表明,在振动疲劳载荷与传统疲劳载荷作用下飞机结构紧固件的失效模式、损伤机理及寿命分布规律有显著差别。依据试验结果,给出了某型飞机机翼前缘襟翼单面连接结构改进的首选和备选方案。  
        关键词：飞机;薄壁结构;紧固件;失效模式;振动疲劳试验;疲劳寿命   
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        发布时间：2022-09-22
      • 吴海利,贾国庆,安春香
        2015, 37(1): 58-62. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.012
        摘要：对NiCrMoV钢多层焊接接头进行了准静态断裂性能试验,试验中发现埋弧焊焊缝断裂韧性J值分散性较大。根据焊接试样韧性断裂和脆性断裂的情况,分组拟合J-R阻力曲线和计算有pop-in效应的尺寸敏感断裂韧度Jc(25)值。分别对呈现韧断和脆断的多层焊接试样断口的启裂部分进行扫描电镜分析,发现多层焊接焊缝的断裂韧性与试样预制裂纹尖端在焊缝接头中的位置有很大关系。对多层焊接接头各组织的成因以及对断裂韧性的影响进行了分析和研究,可知多层焊缝的粗大柱状晶、再结晶粗晶和再结晶细晶区交替存在的复杂组织是焊接接头断裂韧性分散性大的根本原因。  
        关键词：多层焊缝;显微组织;断裂韧性;柱状晶区;细晶区;Pop-in效应   
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        发布时间：2022-09-22
      • 王春华,曲辉,许瀚文,王仲娴
        2015, 37(1): 63-67. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.009
        摘要：针对煤与带式输送机改向滚筒表面的冻粘问题,设计了煤冻粘强度试验装置。模拟改向滚筒表面环境,在温度为-30℃和冷冻时间为3 h的条件下,研究了几种不同材料与含水率30%煤泥的冻粘特性。通过对比试验证明,UHMW-PE材料在法向、切向冻粘强度均比测试的其它材料低,说明了其具备良好的防冻粘能力;根据UHMW-PE包胶滚筒实际应用情况,进一步说明了可以利用UHMW-PE材料作为滚筒的涂层,以达到防冻粘的效果。  
        关键词：防冻粘滚筒;UHMW-PE;法向冻粘强度;切向冻粘强度   
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        发布时间：2022-09-22

        微电子机械系统

      • 岑皓,王克用
        2015, 37(1): 68-73. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.008
        摘要：实验所采用的非制冷红外焦平面阵列由Si O2薄膜和硅基底组成,具有MEMS微结构。热氧化生成Si O2薄膜过程中会因热失配和晶格失配而产生很大的残余应力,其大小影响微元件的整个性能,对其检测至关重要。利用微拉曼光谱法对两个Si O2薄膜/硅基微结构的进行了残余应力检测。实验结果表明,硅层横截面上残余应力随着深度的增大而递减,近似成二次曲线分布,并结合力平衡概念和微积分方法,计算出两个试样的薄膜残余应力大小分别为3.3 GPa和2.2 GPa。对薄膜微小单元体进行应力分析,得出薄膜残余应力为压应力。在应力释放过程中,达到GPa量级的残余应力会使薄膜皱曲、弯曲,产生鼓峰,甚至会造成膜层的破坏失效。  
        关键词：微拉曼光谱法;非制冷;焦平面阵列;残余应力;薄膜   
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        发布时间：2022-09-22

        优化·可靠性

      • 屈福政,孙奇,谢正义
        2015, 37(1): 74-78. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.001
        摘要：汽车起重机使用中因起重臂结构失效而导致事故频发,这造成严重经济损失和人员伤亡。因此,提出利用概率-非概率理论和贝叶斯网络对起重臂结构进行可靠性分析,针对起重臂屈曲计算中的区间变量和随机变量,建立概率-非概率混合模型,计算不同条件下臂架发生屈曲失效的概率,利用贝叶斯网络模型计算各失效原因的重要度,最后通过实例分析验证了方法的有效性,为起重臂基于可靠性的设计提供依据。  
        关键词：可靠性分析;概率-非概率混合模型;贝叶斯网络;臂架屈曲分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 薛红军,张勇,张晓燕
        2015, 37(1): 79-83. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.026
        摘要：飞机上很多结构处于热和振动的复合环境中,在结构优化设计时应该综合考虑两者的影响。热环境对结构动力学特性的影响体现在结构刚度矩阵的改变,从而导致结构的固有频率改变。基于对热环境下结构动力学特性的分析建立热环境下结构动力特性优化模型,针对均匀温度场和热传导两种热环境下的结构,并考虑制造工艺,对结构进行动力学特性优化。优化结果表明:考虑热环境的结构动力学特性优化提高了结构的固有频率,使结构的固有频率远离外界激励的频率范围,避免由于热使结构固有频率改变而导致共振现象。  
        关键词：热;振动;动力学特性;刚度矩阵;固有频率;共振   
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        发布时间：2022-09-22
      • 马东娟,刘伯颖,李玲玲
        2015, 37(1): 84-87. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.002
        摘要：如果已知的不确定信息较少,难以得到参量的概率模型,可以考虑尝试采用非概率可靠性分析方法。首先将参量表述为区间变量的形式,通过安全域的面积与基本区间变量总面积的比值来衡量结构的可靠度。给出了不同应力强度组合关系下的非概率失效面面积的计算方法,对比分析了应力、强度分别服从均匀分布和正态分布情况下,概率可靠度和非概率可靠度之间的关系,最后通过典型算例验证该分析方法。  
        关键词：区间分析;非概率度量;应力-强度干涉模型;可靠性分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张兵,王宗彦,陆春月,王珂
        2015, 37(1): 88-93. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.027
        摘要：根据企业对板簧压板进行更换原材料QT500-10为ZG650-830的要求,为降低成本,需对其进行轻量化设计。采用Ansys Workbench建立了板簧压板的参数化有限元模型,以其内腔相关参数为设计变量,通过实验设计生成设计参数样本空间,经有限元求解得到样本点的响应面,同时通过对设计变量的灵敏度分析,确定结构参数优化方向。采用乘除法给出多目标优化的数学模型,利用Workbench进行尺寸优化设计,得到板簧压板的一次轻量化模型;然后对一次轻量化模型进一步进行拓扑优化,得到其最终轻量化模型。研究表明,轻量化后的板簧压板满足强度与刚度要求,结构安全性能提高,与原结构相比减重比达26.78%。  
        关键词：板簧压板;轻量化;多目标优化;拓扑优化   
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      • 蔡德咏,刘福军,焦现炜,位军
        2015, 37(1): 94-98. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.003
        摘要：针对参数存在的随机分布特性,应用概率论和数理统计的方法对弹簧进行可靠性分析,并建立了闭锁装置弹簧基于可靠性的优化设计模型。基于Visual Basic语言编程,用模拟退火算法优化得到弹簧参数。运用有限元法分析闭锁装置工作过程,仿真结果验证了优化结果的合理性。  
        关键词：闭锁装置;可靠性分析;优化设计;模拟退火算法;数值仿真   
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        设计·计算

      • 张勇,李鹏阳,王权岱,姚梓萌,徐海峰
        2015, 37(1): 99-103. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.013
        摘要：单点增量成形是一种新型的无切削无模具板料成形的方法,工业生产中可以缩短产品周期,节约生产成本,有着一般成形方法所不具有的优势。本文运用有限元软件Abaqus分析其主要工艺参数:工具头直径d、层间距ΔZ、板料厚度(sheet thickness)sth对单点增量成形的影响,并通过模拟仿真对增量成形反应板料厚度变化规律的正弦定律进行验证,同时分析正弦定律得出板料厚度的分布大于数值仿真的原因。根据数值仿真中板料厚度的分布提出对成形件的分区,同时分析出其应用。  
        关键词：单点增量成形;数值分析;成形件分区   
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        发布时间：2022-09-22
      • 邓承浩,刘卫国,李宗华,周安健,苏琳珂
        2015, 37(1): 104-108. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.028
        摘要：某混合动力汽车电机转子的转轴与硅钢片之间采用了过盈装配。为研究该装配工艺的结构可靠性,通过CAE方法分析转子结构的装配应力,并进行疲劳寿命计算。对比相同结构采用间隙与过盈装配后的应力计算结果,发现合理的过盈量选择,可降低转子结构在不同转速下的应力波动。深入分析表明,离心应力波动较大的旋转构件,可在径向方向引入过盈装配,提高装配件的抗疲劳能力。  
        关键词：电机转子;过盈配合;装配应力;强度分析;疲劳寿命   
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      • 江小志,董金善,吕冬祥
        2015, 37(1): 109-113. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.033
        摘要：结合具体算例,采用各国挠性薄管板设计方法进行设计,对比其计算结果,指出各设计方法优缺点。运用有限元Ansys软件进行分析,探讨影响挠性薄管板应力分布特征的主要参数,如挠性薄管板厚度、换热管中心距以及过渡圆角半径,最终得出合理的结构尺寸。  
        关键词：挠性薄管板;设计方法;有限元;应力分布;主要参数   
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        发布时间：2022-09-22
      • 郑娇娇,郭常宁,雍耀伟,杨磊,彭威震
        2015, 37(1): 114-121. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.029
        摘要：基于三球销式等速万向节的空间立体几何模型,在考虑偏心距的情况下,分析计算了球环所受的法向力、圆周力,及其随转角和摆角的变化规律,以及传动过程中由摩擦力所产生的轴向窜动力、径向力和偏转扭矩。在此基础上,基于Herzt接触理论及修正的库伦摩擦模型,对上述受力进行了Adams动力学仿真验证。结果表明:仿真结果和理论计算结果基本吻合,三球销式等速万向节的轴向窜动力、径向力和偏转扭矩会随着摆角的变化而变化,并且在有摆角的条件下,这些力会随转角的变化而变化。  
        关键词：三球销式等速万向节;摩擦力;轴向窜动力;径向力;偏转扭矩;Adams   
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      • 张宝锋,崔亚辉,刘凯,董雅文
        2015, 37(1): 122-127. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.021
        摘要：以渐开线圆柱齿轮机构啮合效率为研究对象,基于齿轮副间接触反力的概念,分析了接触齿面间摩擦因数的影响因素,借鉴已有摩擦因数研究模型,分析了直齿和斜齿传动的啮合特点,推导出直齿齿轮传动的瞬时啮合效率和平均啮合效率的数学求解式;以直齿齿轮传动为例,在不同传动比、摩擦因数、压力角情况下分析了齿轮机构的啮合效率。结果表明,摩擦因数与齿轮啮合效率成反比,较大的压力角和传动比能提高齿轮的啮合效率,增速齿轮传动比减速齿轮传动的啮合效率高。  
        关键词：瞬时效率;平均效率;摩擦因数   
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      • 杨辉,韩江,褚向前
        2015, 37(1): 128-132. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.022
        摘要：在考虑板与板以及螺栓与板间非线性接触、摩擦和螺栓预紧力等影响因素基础上,构建螺栓联接结构的三维有限元分析模型。基于被联接件压应力呈圆锥体分布假设,推导出接触应力分布三次数学表达式,计算结果与有限元数值模拟结果相比最大偏差为9.2%;基于有限元计算,分析不同被联接件厚度、不同螺孔间隙以及不同螺母直径对结合面刚度影响规律,获得结合面刚度计算经验公式,与有限元分析结果相比,公式计算最大偏差为5.24%。  
        关键词：螺栓联接;螺栓预紧力;接触应力;结合面刚度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 钱裕文,赵建平
        2015, 37(1): 133-138. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.014
        摘要：利用有限元法,采用生死单元技术对CF62焊接接头进行等匹配多道焊焊接模拟,并与316L不锈钢进行低匹配多道焊焊接模拟。设计基于等承载理论的低匹配焊接接头,建立低匹配多道焊焊接接头普通对称X型焊缝焊接接头和基于等承载理论设计的低匹配焊接接头模型。结果表明低匹配焊接接头相较等匹配焊接接头能降低残余应力。基于等承载理论设计的低匹配焊接接头残余应力较低匹配普通焊接接头更小,并能提升焊接接头后期使用的承载性能,更具优越性。  
        关键词：低匹配;等承载理论;焊接接头;残余应力;数值模拟   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张宁宁,耿森林
        2015, 37(1): 139-143. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.017
        摘要：通过瑞利近似理论假设,对大截面圆锥形变幅杆的纵向振动固有频率进行修正,得到了修正频率表达式,同时研究了负载对大截面圆锥变幅杆的放大系数和谐振频率的影响。利用有限元法对一组大截面的圆锥形变幅杆进行模态分析和负载特性研究,结果表明:修正后的结果与一维理论相比更接近有限元模拟值,其适用范围更大;随着负载直径和长度的增加系统频率将逐渐减小,而放大系数在不断增加,比较可得直径的影响较长度要更显著。研究结果对大截面的圆锥形超声变幅杆的工程计算和此类复合变幅杆的设计和实际应用提供理论依据。  
        关键词：大截面圆锥形;固有频率;放大系数;频率修正;模态分析;负载特性   
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        发布时间：2022-09-22

        疲劳·损伤·断裂·失效分析

      • 蔡福海,原维晨,王欣,赵福令,贾兴军
        2015, 37(1): 144-148. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.023
        摘要：起重机桁架臂结构复杂、载荷多样,由于焊接质量或应力集中的影响,臂架部分危险区域处于弹塑性变形阶段,采用应变参数进行分析是比较合理的。以起重机桁架臂疲劳裂纹形成阶段为研究区间,应用局部应力应变法,结合修正Neuber法,建立起重机疲劳裂纹形成寿命算法模型,并对影响疲劳裂纹形成寿命的三个主要因素进行了分析对比,并进行了起重机K型节点疲劳寿命试验。当材料一定的情况下,应力集中系数对疲劳裂纹的形成寿命影响最大,其次是平均应力。针对影响因素大小,提出了桁架臂空间结构优化建议和工艺处理改善措施。  
        关键词：起重机;桁架臂;裂纹形成寿命;局部应力应变法;影响因素;结构优化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 许振琦,朱世范,果春焕,王延春,姜风春
        2015, 37(1): 149-153. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.006
        摘要：采用预裂纹Charpy冲击试样,基于示波冲击试验建立了测试材料动态断裂韧度的试验方法。与以往预裂纹试样动态应力强度因子的计算方法不同,采用Timoshenko梁理论,提出了一种简单方法来计算三点弯曲试样的刚度K(a),由此建立了三点弯曲试样动态应力强度因子的计算方法,通过实验测得启裂时间,从而确定动态断裂韧度。采用有限元方法对试样动态应力强度因子的理论计算方法进行了验证。结果表明,建立的计算方法准确、可靠,避免了复杂的数值计算,便于工程应用。  
        关键词：示波冲击;动态断裂韧性;三点弯曲试样;有限元分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 刘小妹,卞永明,梁拥成
        2015, 37(1): 154-159. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.007
        摘要：基于I型载荷模式下U形切口的两个应力准则:平均周向应力准则和最大周向应力准则,沿袭Seweryn思想,把裂纹看作切口根部半径为零的U形切口特例,分别建立了脆性材料断裂韧度K10C、抗拉强度σC和U形切口临界切口应力强度因子KU1C之间的关系式。利用I型载荷模式下U形切口平板破坏试验的临界载荷,借助于Ansys有限元数值分析的结果,提出了新的测量脆性材料抗拉强度和断裂韧度的方法,并对相关文献中有机玻璃、铝合金单边U形切口的三点弯曲实验和具有中间U形切口石墨平板的拉伸实验进行了验证。由于U形切口加工方便,I型模式的断裂载荷也比较容易获得,新的测量方法简单、方便,适合于工程应用。  
        关键词：U形切口;脆断准则;临界载荷;断裂韧度;抗拉强度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 柳军,黄陈,陈绍伟,何星
        2015, 37(1): 160-165. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.015
        摘要：提出采用裂纹区的应力场和应力-磁场理论来解释磁记忆检测原理,并通过采用磁偶极子模型来实现裂纹长度的定量化研究;对各种不同管道裂纹进行磁记忆检测,再对其磁记忆信号特征进行分析、研究。检测分析结果表明:裂纹尖端处应力集中且磁场出现最大值,磁场强度的法向分量也达最大值;而在裂纹中部附近,磁场强度的切向分量出现最大值,法向分量具有过零点特征。裂纹长度与磁记忆切向分量信号梯度峰值之间的距离和法向分量信号的波峰和波谷之间的距离近似成正比例关系。根据这一现象,给出了一个具有较好计算精度的确定裂纹长度的计算表达式,并用实验结果进行了验证。  
        关键词：磁记忆检测;管道裂纹;应力场;磁偶极子;定量化研究   
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        发布时间：2022-09-22

        研究简报

      • 胡东方,张文博
        2015, 37(1): 166-170. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.016
        摘要：用有限元分析软件对数控机床进行分析时,能否获得较高精度的分析结果是关键问题。传统的结构分析注重研究某个单独的机械部件,缺乏考虑在实际工况下,切削力、重力等外部载荷作用在机床各部件之间的作用力和约束的相互关系对结果精度和可靠性的影响。在分析一立式数控镗铣床各部件之间装配关系的基础上,在结构相应位置上设置接触及节点坐标耦合,将实际工况下机床各部件间的关系转化到有限元模型上,使有限元分析结果更加贴近实际工况,通过对比有限元法和现场实验所得结果,验证基于分析各部件间的装配关系的机床结构分析过程是可行和可靠的。  
        关键词：数控机床;装配关系;坐标耦合;有限元分析;实验   
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        发布时间：2022-09-22
      • 邓腾树,陈铭年
        2015, 37(1): 171-176. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.030
        摘要：T型结构是客车车身基本结构之一,通过有限元计算和试验分析,探讨角板大小及角板位置形式(竖杆单侧加双角板、竖杆双侧加双角板、竖杆双侧加单角板、竖杆双侧交叉加单角板)对T型结构强度和刚度的影响。计算结果表明,1只有竖杆双侧加双角板对T型结构刚度和强度均有显著影响;2弯曲工况下T型结构宜采用两种方式进行加强;3扭转工况下T型结构宜采用竖杆双侧加双角板的位置形式进行加强。研究可为客车车身骨架接头结构设计提供参考。  
        关键词：客车车身;接头结构;有限元法   
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        发布时间：2022-09-22
      • 尹新权,李新勇,杨昀梓,张亚萍,白万本
        2015, 37(1): 177-181. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.024
        摘要：针对某型磁力搅拌装置圆筒型永磁传动器最大传递转矩确定前提条件下,利用Ansys有限元软件建立永磁传动器磁转矩二维模型,并进行了数值模拟计算和仿真分析。研究了永磁传动器关键参数如磁极对数、永磁体厚度、气隙厚度及轭铁厚度对传递磁转矩的影响,通过仿真结果对关键参数进行优化设计,求取其最优结构,并通过试验进一步验证了上述设计理论与方法的准确性和实用性。  
        关键词：永磁传动器;有限元;磁转矩;优化设计;试验   
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        发布时间：2022-09-22
      • 陈亚娟,贾志超,高旭
        2015, 37(1): 182-185. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.031
        摘要：应用有限元分析理论模拟了摩托车脚蹬板在极限支撑驾乘人员载荷工况下的强度和刚度特性。在此基础上,以内部加强筋区域作为设计空间,采用变密度法对结构进行拓扑优化,同时依据优化结果对模型进行了重新设计及方案可行性的验证,解决了原始结构强度和刚度不足的问题。拓扑优化技术的应用缩短了该产品的研发周期,并为同类产品的设计提供了有效的方法借鉴。  
        关键词：有限元;摩托车脚蹬板;变密度法;拓扑优化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张华,康辉梅,许怡赦
        2015, 37(1): 186-190. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.01.032
        摘要：旋挖钻机主卷扬既可以安装在回转平台上,也可以安装在钻桅下部。为研究主卷扬在旋挖钻机中的布置对钻桅变幅油缸载荷性能的影响,基于钻桅变幅机构各刚体的受力及其围绕钻桅和三角架之间铰点的力矩平衡分别建立主卷扬位于回转平台上和钻桅下部时钻桅变幅油缸载荷的数学模型,在Simulink仿真平台上构建基于Matlab函数的仿真模型并进行仿真分析。结果表明:主卷扬安装在回转平台上时钻桅变幅油缸载荷稍微大于主卷扬安装在钻桅下部时钻桅变幅油缸载荷,且前者会受到动臂变幅的影响,不过其载荷的稳定性较好。最后,该载荷的仿真结果得到了实验验证。  
        关键词：旋挖钻机;主卷扬;钻桅;力学性能;仿真   
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        发布时间：2022-09-22
      • 2015, 37(1): 191.
        摘要：<正>郑州机械研究所焊接技术研究中心是国内较早从事焊接技术研究的单位之一,下设特种焊接材料研究室、钎焊材料技术公司、焊材装备研究室、焊接工艺研究室及中心办公室。依托该中心建有新型钎焊材料与技术国家重点实验室、河南省焊接工程技术研究中心、河南省焊接技术与装备院士工作站。该中心实行开放式管理,接纳国内外专家学者开展研究工作,提供焊接技术咨询、技术服务、技术培训和焊接工艺评定,在耐磨堆焊材料及堆焊工艺技术、钎焊材料及钎焊工艺技术、镀铜焊丝生产装备和工艺技术、焊接工艺技术及装备等方面具有雄厚的综合实力。  
          
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        发布时间：2022-09-22
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