最新刊期
      2015 年 第 6 期

        振动·噪声·监测·诊断

      • 曹青松,向琴,熊国良
        2015, 37(6): 999-1004. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.011
        摘要：针对含支承松动的Jeffcott转子系统,考虑系统一端支承松动以及转子不平衡的外扰激励,建立带阶跃变化刚度的系统振动微分方程。采用增量谐波平衡法对非线性方程进行求解,结合迭代算法获得系统振动周期解。运用Floquet理论判定周期解的稳定性。最后,通过实例仿真,得出系统响应的时域波形、幅值谱图、相图和Poincare截面图,分析带支承松动故障的转子系统复杂的运动特性,验证了增量谐波平衡法求解非线性系统的有效性,并为支承松动故障诊断提供理论依据。  
        关键词：支承松动;增量谐波平衡法;Floquet理论;故障特性   
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        发布时间：2022-09-22
      • 温华兵,昝浩,彭子龙
        2015, 37(6): 1005-1010. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.030
        摘要：采用波分析法对近似等质量的空心、实心阻振质量的阻振性能进行了分析,讨论了厚度和边长对空心阻振质量的传递损失的影响。开展了带阻振质量平板结构的简化模型实验,对传递损失的实验与理论分析结果进行比较,两者趋势一致,从而证明了理论分析的正确性。研究表明,截面尺寸在中高频区对空心阻振质量的阻振效果的影响显著,近似同质量下的空心阻振质量较实心阻振质量在中高频区阻振效果明显。  
        关键词：波分析法;空心方钢;实心方钢;阻振质量;传递损失   
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        发布时间：2022-09-22
      • 周敬东,文瑶,陈源,刘明勇,刘阳
        2015, 37(6): 1011-1016. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.010
        摘要：基于阻尼减振原理,并引用周期性边界条件,从抑制声桥振动能量传递入手,建立了双层板中间夹开孔阻尼的模型;考虑了阻尼材料的频变特性,通过有限元和边界元的数值算法计算辐射声功率,分析了周期性开孔阻尼夹层板结构的声辐射特性。数值计算结果表明在中低频频段内,双层板结构中间敷设周期开孔阻尼对比全敷阻尼抑制双层板结构声辐射能力在某些频段更优,且能达到减少阻尼材料的使用,优化整体结构的重量;分析了周期性开孔阻尼夹层板结构开孔率和周期数对抑制双层板结构声辐射的影响,找到了抑制夹层板声辐射的最优的开孔率和周期数,并对仿真结果进行了相应的实验验证。  
        关键词：声辐射;夹层板;阻尼;开孔率;周期数   
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        发布时间：2022-09-22
      • 柴凯,张梅军,黄杰,许伟
        2015, 37(6): 1017-1022. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.033
        摘要：针对总体平均经验模式分解(EEMD)中存在的端点效应问题,考虑到极值延拓只利用端点附近的值、基于数据点的支持向量回归机(SVR)延拓耗时长的缺点,将极值延拓和SVR数据预测延拓结合起来,提出了一种基于极值点的SVR延拓新方法。该方法通过找出信号中的所有极值点,先将端点附近的极值点作为SVR训练样本对信号极值点幅值进行延拓,并利用原信号所有相邻极值点时间尺度之差的平均值来控制延拓极值点的形状,再利用埃尔米特插值将延拓的极值点插值成所需要的数据点完成对信号的延拓。方法既参照了信号两端的变化趋势,又综合考虑了整个数据序列内部极值点的信息。通过仿真信号和对端点效应影响严重的实测液压故障信号分析表明,基于极值点的SVR延拓方法不仅提高了EEMD分解的精度和可靠性,有效地抑制了端点效应现象,解决了端点效应引起的分解失真问题,而且大幅减少了SVR延拓需要延拓的数据点,明显缩短SVR延拓的时间,提高了方法的实用性。  
        关键词：信号延拓;总体平均经验模式分解;端点效应;支持向量回归机;埃尔米特插值   
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        发布时间：2022-09-22
      • 晏红文,田红旗,赵萍,杨柳,王永胜
        2015, 37(6): 1023-1029. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.031
        摘要：传动链是大型风力发电机组非常关键的组件,对其动力学性能进行深入的分析研究,对风机设计和风电机组产品的传动链振动控制都有重要的意义。从多体动力学(MBS)角度出发,结合转子动力学、模态理论,以SIMPACK专业动力学软件作为仿真平台,对某型2 MW风电机组传动链建立高精度动力学模型,分析系统的特征频率,评估传动链的动力学行为以及传动链的共振特性,并通过现场机组试验验证分析结果。  
        关键词：风力发电机组;传动链;动力学;振动测试   
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      • 邹妮娴
        2015, 37(6): 1030-1034. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.009
        摘要：地面传感器是基于地面响应而工作的,地面位移和加速度是震源波动在近地地壳中传播的结果,综合考虑入射波扰动和振动系统的地震响应机制是一个必须解决而又复杂的动力学问题。利用波函数展开法、平面波展开式和牛顿动力学方程研究了反平面入射波扰动下地面振动系统的地震响应相对位移随着入射波入射角及其扰动频率的变化规律,算例结果表明了共振响应现象的存在,且与振动力学的结论吻合。  
        关键词：半空间;地面振动系统;波函数展开法;振子响应位移;应力集中系数   
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        发布时间：2022-09-22

        实验研究·测试技术

      • 郑松林,王肖龙,李应军,安超群
        2015, 37(6): 1035-1039. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.025
        摘要：针对安全带固定点强度试验这一准静态过程,通过对比分析弹性动力学中中心差分法(显式)和Newmark法(隐式)的优劣,选用LS-DYNA的显式求解器计算国产某出口澳大利亚车型座椅安全带。通过研究改变计算时间和加载函数两项关键参数,并选取一定的评价指标,逐步提高仿真结果与实车试验的吻合度。方法可推广到其他准静态强度分析中,为提高仿真准确度提供了较好的思路。  
        关键词：安全带固定点;准静态;显式积分;仿真精度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 弓满锋,乔生儒,梅芳
        2015, 37(6): 1040-1045. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.003
        摘要：涂层与基体材料结合时,界面结合状态将最终决定涂层使用性能,界面应力又直接影响着涂层强度属性。基于界面约束和均匀应变理论模型,推导出涂层界面剪切应力计算公式。同时,该公式可用于计算涂层界面剪切强度。通过实验进一步验证了理论分析的正确性和实验测试方法的有效性。利用分区不同膜厚单轴拉伸法测得氧化钇稳定氧化锆涂层的界面剪切强度,且这种方法有助于进一步分析涂层厚度与强度属性之间的关系。  
        关键词：涂层;界面;应力;拉伸;强度   
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      • 马凤祥,卢曦
        2015, 37(6): 1046-1051. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.026
        摘要：以不同使用年限的普桑等速传动轴为例,设计中间轴外花键,星形套内花键,固定端星形套沟道以及滑移端球笼沟道的磨损测量方法,研究关键零件使用过程中的磨损,研究表明,使用10年左右的中间轴外花键跨棒距,星形套内花键棒间距仍满足设计值,而自然报废的内外花键部分齿槽的跨棒距、棒间距已超过设计值,自然报废后的固定端星形套内沟道,滑移端球笼外沟道磨损不严重,磨损试验研究为传动轴的回收再制造提供参考。  
        关键词：磨损;渐开线花键;沟道;等速传动轴   
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        发布时间：2022-09-22
      • 潘宇,何云峰,何志兵
        2015, 37(6): 1052-1056. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.027
        摘要：为了研究开发设计过程中橡胶衬套的静态特征,采用Mooney-Rivlin本构模型,对一种后控制臂橡胶衬套进行了有限元模拟分析。分析分别加载衬套的在极限工况下的压缩位移、偏摆角度以及扭转角度,计算出衬套轴向刚度、径向刚度、扭转刚度与偏摆刚度,并将计算结果与实验数据进行对比,验证了仿真分析结果的可靠性,可以为衬套的设计提供理论指导。  
        关键词：橡胶衬套;Mooney-Rivlin模型;静态特性   
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        发布时间：2022-09-22

        微电子机械系统

      • 贺磊,吉晓民,杨先海,王红梅
        2015, 37(6): 1057-1063. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.012
        摘要：分析了平行四杆柔性机构与并联Roberts柔性机构的伪刚体模型,并对其耦合位移进行了定性比较;利用闭环矢量法确定了Roberts机构特征点位置;建立了考虑轴漂的位移计算模型,与有限元仿真值相比该模型的最大相对误差仅为2.43%;将对称布置的并联Roberts柔铰机构应用于微定位平台,提出了一种3-PRR微动平台新结构,利用功能转化原理建立了整体机构的输入输出关系矩阵,并与试验结果作了对比,结果表明绕z轴转角的最大误差为5.60%。  
        关键词：Roberts柔性机构;轴漂;有限元;微动平台   
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        发布时间：2022-09-22

        优化·可靠性

      • 温明亮,吴晓,李辛,熊刚
        2015, 37(6): 1064-1068. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.013
        摘要：卷筒是起重机的重要承载部件,其设计的合理与否对起重机的安全性能至关重要。多层缠绕卷筒是当前卷筒发展的主流趋势,探讨其轻量化设计具有重要意义。以某型号塔机多层缠绕卷筒为例,在大型通用有限元软件Ansys中建立其APDL参数化模型,对其结构进行强度、刚度分析。在此基础上,将卷筒强度、刚度作为约束条件,构建以自重最轻为目标的优化设计模型,在Design Opt模块实现了本次卷筒结构的轻量化设计;为缩短上述Ansys优化方法运算周期、提高效率,在Matlab中利用LM-BP神经网络超强的非线性问题拟合能力与GA优秀的全局搜索能力实现了本次多层缠绕卷筒的快速优化设计。针对多层缠绕卷筒轻量化设计方法所做的两种探讨,对未来起重机多层缠绕卷筒的结构设计和优化具有一定的参考价值。  
        关键词：多层缠绕卷筒;Ansys;LM-BP神经网络;GA;轻量化设计   
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        发布时间：2022-09-22
      • 王春华,赵东辉
        2015, 37(6): 1069-1075. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.014
        摘要：为了优化大型振动筛侧板加强筋的布局,提出一种基于拓扑优化的侧板加强筋布局方法。建立以侧板刚度最大为目标的侧板加强筋布局的拓扑优化模型,根据拓扑优化所得伪密度分布云图对加强筋重新布局。对优化前后侧板进行模态分析和谐响应分析对比。与原侧板相比:新结构侧板的动应力下降56.5%,振动位移下降55.3%,一阶固有频率提高72.03%,各阶固有频率有效远离工作频率。  
        关键词：拓扑优化;变密度法;侧板加强筋;布局设计   
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        发布时间：2022-09-22

        设计·计算

      • 陈园,刘桂萍,林禄生
        2015, 37(6): 1076-1083. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.015
        摘要：为了研究高转速下润滑流体特性对静压滑动轴承润滑性能的影响,通过考虑热效应下润滑流体的黏度、密度和比热容来对轴承性能进行分析,提出了一种结合自定义函数程序来引入润滑流体热效应关系求解纳维-斯托克斯(NS)方程的方法。以某高速滑动轴承为例,计算分析了润滑流体各个因素对轴承性能的影响,最后与不计及润滑流体特性的情况进行了对比。计算结果表明,计及润滑流体热效应的油膜特性分布,随着温度分布的不同而有显著的变化;黏度对轴承性能参数起关键性的作用,但是在考虑热效应下,密度对最大油膜压力有一定的降低作用,而比热容对最大油膜温度和轴颈摩擦功耗的影响较大,综合考虑才更符合实际工况。计算结果对研究热效应下油腔结构对流体特性的影响以及润滑油的选择等有指导意义。  
        关键词：计算流体力学;高速滑动轴承;润滑流体特性;热效应   
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      • 于东洋,闫靠,徐颖强,朱燃燃,纪宏志
        2015, 37(6): 1084-1091. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.004
        摘要：齿根过渡曲线是影响齿轮弯曲承载能力的重要因素,它由刀具齿顶圆弧共轭形成,因此研究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对于提高齿轮弯曲承载能力具有十分重要的意义。针对渐开线圆柱齿轮弯曲承载能力,考虑不同的齿轮加工刀具及齿高系数和变位系数等因素,建立相应的齿根过渡曲线模型,通过折截面法探究齿轮加工方式及刀具刀顶形状对齿轮弯曲承载能力的影响,并通过有限元分析对理论结果进行验证。研究表明:当齿轮基本尺寸不变时,对于不同使用要求,高变位时用齿条型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型双圆弧刀具和齿轮型刀具;角变位且小齿轮变位系数为零时,用齿轮型单圆弧刀具加工的齿轮弯曲承载能力高于齿条型刀具。  
        关键词：齿根过渡曲线;齿轮加工方式;折截面法;弯曲承载能力   
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      • 鲍雨梅,许景顺,吴蕾,高海明,徐哲玉,马龙
        2015, 37(6): 1092-1098. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.005
        摘要：利用优化的等离子喷涂工艺参数制备了HA/Zr O2复合涂层,根据均匀设计方法以及二次多项式逐步回归分析,并使用销盘摩擦试验机,建立涂层磨损率关于压力与速度的表达式。利用有限元理论结合磨损率模型的方法,对人工髋关节进行磨损仿真并探讨关节间隙对磨损的影响。通过对磨损率预测模型验证表明,该模型在较大范围内具有较好的预测效果。人工髋关节磨损仿真显示,随着磨损次数的增加,髋臼接触压力逐渐减小,而接触区域不断扩大;涂层的磨损体积近似呈线性增长,而线磨损量的增长速度由快到慢。同时,随着关节间隙的增大,髋臼的磨损体积减小,而最大磨损深度增加。  
        关键词：HA/ZrO2复合涂层;磨损率预测模型;磨损仿真;人工髋关节   
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      • 余江鸿,杨文,李超,姚齐水
        2015, 37(6): 1099-1105. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.016
        摘要：为探讨弹性复合圆柱滚子轴承滚动体与滚道的接触问题,首先采用有限元方法和经典赫兹接触理论计算方法对实心圆柱滚子轴承的接触应力与变形进行计算,并将两种方法得到的计算结果进行比较,比较结果表明:两种计算方法结果误差在10%以内,由此可知,有限元方法对计算轴承接触问题具有准确性。鉴于实心圆柱滚子轴承与弹性复合圆柱滚子轴承的内外圈接触副相似,可采用有限元方法对弹性复合圆柱滚子轴承接触应力分析。通过有限元方法对不同载荷下的弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力、接触半宽、接触位移以及接触应力沿轴向分布进行计算与分析,得到的结果表明:一定载荷下,弹性复合圆柱滚动体的接触位移及接触半宽随着填充度的增大而增大;不同载荷下,弹性复合圆柱滚动体接触应力及等效应力随填充度的增大均存在极小值,且随着载荷的增大,极小值呈一定规律变化。弹性复合圆柱滚子轴承较实心圆柱滚子轴承在接触应力方面具有明显优势,设计合理的填充度能降低弹性复合圆柱滚子轴承的接触应力和改善"边缘效应"。  
        关键词：弹性复合圆柱滚子轴承;接触特性;有限元法;填充度   
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      • 吕涛,徐长航,陈国明,李林林
        2015, 37(6): 1106-1112. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.017
        摘要：齿轮齿条升降装置的承载能力是关系自升式海洋平台安全性能的重要因素,对其进行改进从而提高齿轮齿条的承载能力具有重要的工程应用价值。针对齿轮齿条传动失效的主要原因,提出齿条边缘两侧倒圆角及对齿轮齿条变位两种改进方案,并通过有限元分析揭示不同倒角半径和变位系数对齿轮齿条承载能力的影响机制。研究结果表明:倒角后齿轮齿条的应力集中现象具有有明显降低,随着倒圆角半径的增加,齿条最大接触应力先降低后有一定程度的升高,齿轮最大接触应力逐渐增大。变位系数对齿轮的最大接触应力影响较大,对齿条影响较小。倒圆角半径在2 mm~6mm范围内、变位系数为0.5时,能最大限度改善齿轮齿条的接触应力和弯曲应力,提高齿轮齿条的承载能力。  
        关键词：自升式海洋平台;齿轮齿条升降装置;倒角;变位系数   
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        发布时间：2022-09-22
      • 赵美云,赵新泽,付志成,王磊
        2015, 37(6): 1113-1118. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.032
        摘要：架空输电导线主要以LGJ系列钢芯铝绞线(ACSR)为主,长期受到微风振动的作用,易引起导线的疲劳断股和磨损。建立了架空导线接触有限元模型,进行了导线在不同静态预张力下的应力分布和微风振动条件下的动态力学仿真分析,仿真结果表明,线股间的接触应力随加载预张力的增大而增大,且当预张力从20%T增大到25%T时,线股间接触应力增量最大。当预张力小于20%T时,线股沿轴线方向接触点应力分布较均匀,大于20%T时,则波动较大。在微风振动条件下,两端约束和中间激振位置所受的应力最大。同层线股接触点应力分布较均匀,相邻层线股接触点应力大小沿轴向分布呈一定周期性。振动频率对振幅及微动位移的影响较小。  
        关键词：架空导线;微风振动;有限元模型;接触分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 郭历伦,陈忠富,罗景润,陈刚
        2015, 37(6): 1119-1123. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.018
        摘要：基于螺纹连接的精细有限元模型,提出了预紧力状态螺栓连接结构动力学响应的一种数值模拟方法。针对螺纹接触,采用常规接触面定义方法定义了两组螺纹接触对,以对称罚函数法处理螺纹接触,并采用指数型接触压力-过盈关系;在已建立螺纹连接旋转模型条件下,采用直接在六角螺母的一对侧面上直接施加力偶矩的方法定义预紧力载荷,较传统方法更简单,且与实际更相符;采用先进行纯预紧力状态下的静力学响应分析,再将分析结果作为动力学响应分析的初始构型的方法,解决了预紧力载荷静态响应和冲击载荷动态响应间的静动耦合问题。最后,针对预紧力状态下口型含螺栓连接结构在钢球撞击下的响应问题,采用该方法进行了动力学响应分析,并将计算结果与实验结果进行了比较。误差分析结果表明,小球3 m和5.5 m跌落撞击条件下,应变响应前两个波脉宽以及幅值,计算结果与实验结果误差在20%以内。  
        关键词：螺纹连接;数值方法;预紧力;动态响应   
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        发布时间：2022-09-22
      • 颜诚,张跃春,王文,李敏,张勇
        2015, 37(6): 1124-1129. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.019
        摘要：针对角接触球轴承受联合载荷作用时轴向承载能力计算复杂的难点,综合考虑各滚动体所受载荷和实际接触角均不相同等因素,采用变形协调原理和Hertz弹性接触理论,以任一滚动体接触椭圆不被截断,即实际接触角不大于安全接触角为临界条件,以受纯轴向载荷时轴向承载能力的通用算法为基础,提出了基于联合载荷的该类轴承计算轴向承载能力的改进算法。该改进算法通过专业软件的分析得到了较好验证,具备工程计算意义。以SKF 7316 BECBM轴承为例,对上述两种算法进行了对比分析。实例计算结果表明:角接触球轴承所受径向载荷会使其轴向承载能力适当增大,弯矩会使其轴向承载能力明显减小,且随着弯矩的增加,轴向承载能力减小得越快,与径向载荷相比,弯矩在改变轴向承载能力的因素中占主导。  
        关键词：角接触球轴承;联合载荷;安全接触角;接触椭圆;轴向承载能力   
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        发布时间：2022-09-22
      • 刘泽超,许志沛,王玉柱,张昆明
        2015, 37(6): 1130-1134. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.020
        摘要：将叉吊搬运车的回转支承设置于叉车门架横梁中部,实现横梁上的伸缩臂可左右摆动的承弯抗扭门架结构,运用Ansys Workbench对其进行有限元分析、结构优化研究。通过以不同板厚、不同结构尺寸为设计变量,以布置构造尺寸、强度、抗屈曲稳定性等为约束条件,对各不利工况进行结构分析与优化,再对所有工况进行验算,得到在轻量化目标下的各优化结果及其圆整值。以利于充分发挥箱型门架的承弯抗扭性能,有效地实现轻量化设计,可为类似结构的优化提供参考。  
        关键词：门架;承弯抗扭;有限元分析;结构轻量化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 孙永刚
        2015, 37(6): 1135-1139. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.028
        摘要：应用有限元方法对一款自卸车驱动桥壳的过盈接触区域做了数值模拟试验,为了能准确的反映接触区域的非线性力学特性,采用了中心复合试验设计方法来指导试验;根据模拟试验的结果,拟合成响应面,对拟合的响应面做了方差分析,分析结果显示:所获得响应面可以对自卸车桥壳的接触问题做清晰的显著性描述,根据响应面分析对桥壳的设计提出了指导性建议。  
        关键词：有限元;CCD;响应面;桥壳   
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        发布时间：2022-09-22

        焊接·铸造·锻压·热强度

      • 王玉奇,何晓聪,丁燕芳
        2015, 37(6): 1140-1145. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.006
        摘要：为研究不同金属材料对单搭粘接接头强度的影响,基于奇异性理论,获得了铝合金-铝合金单搭粘接(AA)接头、钛合金-钛合金单搭粘接(TT)接头、铜合金-铜合金单搭粘接(HH)接头和钢-钢单搭粘接(SS)接头奇异点处奇异性指数的解析解,通过应力奇异性有限元模型,获得了单搭粘接接头奇异点处奇异性指数的数值解和应力强度因子。结果表明:奇异点处的奇异性指数和应力强度因子随着金属材料弹性模量的增大而减小,单搭粘接接头强度随着金属材料弹性模量的增大而增大。  
        关键词：粘接接头;有限元法;奇异性;奇异性指数;应力强度因子   
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        发布时间：2022-09-22
      • 赖联锋,高诚辉,黄健萌
        2015, 37(6): 1146-1151. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.021
        摘要：建立三维双粗糙体分形表面的热力耦合接触模型,在固定滑动速度工况下综合考虑了钛合金材料的磨损失效、界面粘着及接触过程中的热力耦合,动态探讨了粗糙体在滑动过程中接触表面的温度变化情况。运用有限元方法对滑动过程的温度场进行模拟仿真并得出:滑动摩擦初始时刻摩擦表面接触温度急剧上升,随着滑动距离的增加,最高接触温度处于波动状态;界面剪切强度越大,最高温度越高。通过研究接触表面的温度场分布情况,以探索滑动过程钛合金材料摩擦磨损的真正起因。将结果与相关文献实验进行比较,得出了模拟仿真的合理性。  
        关键词：滑动接触模型;热力耦合;磨损失效;界面剪切强度;最高接触温度   
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        发布时间：2022-09-22

        疲劳·损伤·断裂·失效分析

      • 祁爽,蔡力勋,包陈,姚迪
        2015, 37(6): 1152-1158. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.001
        摘要：表征应力状态参量的应力三轴度是控制材料断裂模式的关键因素,所以应力三轴度作为影响材料的断裂因素而被引入到众多失效模型中。利用有限元辅助测试(Finite element Aided Testing,FAT)方法来获取材料等效全程单轴本构关系,进而获取漏斗型试样在拉伸过程中根部截面上的应力三轴度演化情况,并同根据Bridgman应力修正后的单轴本构关系得到的应力三轴度分布进行了对比分析。结果表明,基于Bridgman应力修正得到的应力三轴度与有限元计算结果相差较大。基于应力三轴度分析,讨论了漏斗型试样的破断机理,给出了四种延性材料的等效全程单轴本构关系、破断应变、破断应力和漏斗根部截面的应力三轴度分布随截面中心von Mises等效应变的变化规律。  
        关键词：应力三轴度;单轴全程本构关系;FAT方法;颈缩;破断   
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        发布时间：2022-09-22
      • 王正进
        2015, 37(6): 1159-1162. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.007
        摘要：对摩托车消声器排气管断裂件进行了断口形貌和金相分析。评定热影响区平均晶粒度为3级,母材晶粒度等级为6级。裂纹萌生在焊接的起弧区域,该区域的瞬间过热可能导致晶粒粗大,脆性增加;焊缝中留有夹杂物未清理干净使得局部强度降低,在服役的过程中应力集中引发裂纹萌生。裂纹由里向外逐渐缓慢扩展,到达临界点后排气管发生瞬间断裂。  
        关键词：热影响区;平均晶粒度;疲劳断裂   
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        发布时间：2022-09-22

        研究简报

      • 李志海,高红利,邓飞中
        2015, 37(6): 1163-1167. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.002
        摘要：一般说来球罐基础的沉降量很难保证完全相同,尤其是已承载多年的基础,总存在一定的沉降差。基础不均匀沉降时,将会引起支柱承载的不均匀,造成球罐破坏。采用有限元计算方法,对一出现基础不均匀沉降的在役液化石油气球罐建立弹性模型进行了应力计算。根据计算结果在水压工况时支柱应力超过材料屈服强度。进一步建立该球罐的弹塑性模型,分析材料非线性对支柱应力的影响。并结合试验测试,对球罐是否可以继续使用进行了评定。根据分析结果建议对该球罐在加强检验的条件下降低负荷使用。  
        关键词：不均匀沉降;支柱应力;球罐;有限元法   
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        发布时间：2022-09-22
      • 郑松林,屈金茜,石文山,陈有松,刘晖,徐颖
        2015, 37(6): 1168-1172. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.029
        摘要：按7颗钻流程,针对电动汽车变速器壳体裂纹的产生,进行原因排查、有限元分析和结构优化。首先,通过7钻排查,找到出现问题的制造环节;然后应用Hyperworks 11.0对优化前变速器壳体进行有限元仿真分析,并证明排查出裂纹原因的正确性;其次,对变速器壳体进行了3方面的结构优化,并对优化后的壳体进行有限元仿真分析,从应力分布云图看出其最高应力得到较大降低,且符合强度要求;最后,在台架试验台上进行了6次试验验证,结果表明,优化后的壳体强度和耐久性达到要求,优化方案切实可行。故通过7颗钻流程解决裂纹问题的结构优化方法对此类质量问题的处理具有工程实际意义。  
        关键词：电动汽车;变速器壳体结构;7颗钻;有限元分析;强度;耐久性   
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        发布时间：2022-09-22
      • 唐辉,于兰峰,严飞,赵登山
        2015, 37(6): 1173-1177. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.022
        摘要：采用有限元软件Ansys对桥式起重机轻量化设计存在以下问题:大多以静态指标为设计准则,忽略了动态性能;整个过程耗时较长;且优化后常要对参数进行圆整,弱化了优化效果。以20 t—22.5 m桥式起重机为例,综合利用Ansys和多学科设计优化软件Isight,以拉丁超立方设计、BP神经网络、Hooke-Jeeves算法为理论基础,提出一种效果较好且计算成本较低的桥机主梁优化设计方法。通过这种方法,缩短了优化时间,主梁质量减少了14.84%。  
        关键词：有限元方法;拉丁超立方设计;BP神经网络;Hooke-Jeeves算法Isight   
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        发布时间：2022-09-22
      • 吕运,童大鹏,田野,赖亚辉
        2015, 37(6): 1178-1185. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.023
        摘要：以某细长轴实验平台为研究对象,考虑滚动轴承的接触非线性对滚动轴承—转子系统动力学特性的影响,将基座、轴承的振动纳入到研究范围内,建立了滚动轴承-转子-基座的动力学模型。采用变步长的Runge-Kutta方法对其求解,利用分叉图研究了系统在不同转速、不同转子质量偏心距和改变轴的刚度、改变支撑阻尼时的分叉特点和混沌行为;利用轴心轨迹图、poincare图、频谱图分析了系统在不同状态下的信号特点。结果表明,在细长轴的转子实验台上,随着转速的增加,系统的振动很大,稳定工作的周期运动区域很窄,转子工作时要时刻注意避免混沌运动;轴的刚度对转子的影响很大,大的刚度可使转子运动变得稳定,但同时也会将轴承的振动更多的传递到了转子上;质量偏心对系统的动力学特性有一定的影响,大的偏心会使转子的振动加剧、混沌运动区域变长、最小碰摩转速降低,因而在装配时必须尽量要避免偏心;支撑阻尼对转子系统的振动有很大的影响,随着支撑阻尼的增加,转子的振动幅值降低,混沌区域变窄,周期运动区域大大增加,系统容易稳定。  
        关键词：滚动轴承;非线性恢复力;转子系统;分叉;混沌   
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        发布时间：2022-09-22
      • 徐慧星
        2015, 37(6): 1186-1189. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.008
        摘要：龙门式数控机床中并联结构的运动特性对机床加工精度有着重要的影响,本文针对龙门式并联结构的运动特性进行建模,并分析结构的动态响应性能。以平面运动的龙门式并联结构为研究对象,针对具有平行四边形结构特点的并联结构进行运动分解并建立系统运动学模型。研究了龙门式并联结构的运动控制方法,建立了输入与输出之间的象函数模型。基于此,采用优化算法得到了并联结构的最优的运动控制参数,该方法可大大提高并联结构的快速响应性能。  
        关键词：并联结构;运动学模型;动态响应;控制模型;参数优化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杜飞平,谭永华,陈建华
        2015, 37(6): 1190-1194. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2015.06.024
        摘要：为避免建立或修改计算量巨大的发动机有限元模型,研究探讨径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络在液体火箭发动机频率预测中的应用。以某型高压补燃液氧/煤油火箭发动机为研究对象,在考虑喷管内外壁材料差异的基础上,利用刚度和质量等效原则,建立了喷管有限元模型。然后采用分布参数法建立了补燃循环火箭发动机的有限元模型,同时利用模态试验数据修正有限元模型。根据结构灵敏度分析理论,选择不同的结构参数组合作为训练样本训练神经网络,并利用训练好的神经网络预测发动机结构频率。研究结果表明,RBF神经网络能较好地预测液体火箭发动机结构频率,预测误差在1.0%以内。同时该方法具有收敛速度快的优点,可广泛应用于火箭发动机数值仿真领域。  
        关键词：径向基函数神经网络;补燃火箭发动机;数值仿真;结构分析;性能预测   
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        发布时间：2022-09-22

        信息

      • 2015, 37(6): 1195-1204.
          
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        发布时间：2022-09-22
      • 2015, 37(6): 1205.
        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  
          
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