最新刊期
      2016 年 第 1 期

        振动·噪声·监测·诊断

      • 李志农,陈康,闫敬文,杨艳春
        2016, 38(1): 1-5. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.001
        摘要：Grouplet变换是一种崭新的方向性小波,可以在任意时间和空间上进行变换,拥有根据图像纹理结构自适应的改变基的能力,从而具有好的稀疏表示能力。基于此,将Grouplet变换引入到金属断口图像处理中,并结合核主成分分析(KPCA),提出了一种基于Grouplet-KPCA的金属断口图像识别方法,同时,提出的方法与基于小波-KPCA方法进行对比。实验结果表明,提出的方法克服了小波-KPCA识别方法只能获取图像有限的方向信息,取得了更高的识别率。Grouplet峭度相比于Grouplet熵,Grouplet峭度对断口图像的纹理变化更敏感,特别适于金属断口的特征提取,因而,基于Grouplet峭度-KPCA的金属断口特征提取取得了比基于Grouplet熵-KPCA的金属断口特征提取更高的识别效果。  
        关键词：Grouplet变换;核主成分分析(KPCA);金属断口;特征提取;模式识别   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张瑞成,马寅洲,高峥,温嘉禾
        2016, 38(1): 6-11. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.002
        摘要：针对轧机垂振系统往往忽略液压压下系统影响的问题,考虑轧机液压系统中液压缸与机架间的粘性阻尼及轧制界面非线性刚度,建立了轧机二自由度液压压下垂直振动系统模型。采用多尺度法求解了该模型在主参数共振情况下的一阶近似解,得到了系统的频率响应方程,用数值方法研究了定常解的稳定性。分析了非线性刚度、液压缸的粘性阻尼等参数对系统振动的影响,并应用相平面法,Poincare映射方法和最大Lyapunov指数方法分析了激励频率变化对液压非线性参激垂直振动的影响。分析结果为工程中解决液压压下系统的振动问题提供了一种参考。  
        关键词：轧机;液压压下;参激;垂直振动;主共振;混沌   
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      • 王国荣,张敏,胡刚,夏焱
        2016, 38(1): 12-16. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.003
        摘要：由于井口、转盘、天车的中心偏差,旋转控制头深沟球轴承受到较大的侧向载荷,同时,由于摩擦扭矩的作用,深沟球轴承会产生大量的热,容易导致轴承温度过高而失效,降低旋转控制头现场生产安全性能。为了优选、及时更换润滑冷却介质,提高深沟球轴承使用寿命及旋转控制头整体工作性能,将深沟球轴承温度变化作为研究重点,以室内试验测得数据为样本,运用灰色神经网络方法,建立数学模型对深沟球轴承温度进行预测,并与BP神经网络预测结果作对比。结果表明:灰色神经网络模型预测精度高、稳定性好,且所需样本数据少,对深沟球轴承温度预测及旋转控制头冷却润滑系统设计具有重要的应用价值。  
        关键词：旋转控制头;深沟球轴承;灰色神经网络;温度预测   
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      • 李院生,张广鹏,王佳丽,尹明夏
        2016, 38(1): 17-20. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.004
        摘要：机床中存在着大量结合面,结合面特性直接影响着机床的整机性能,为了有效的预测和评价机床整机性能,需要研究结面基础特性参数的实验获取方法。提出一种基于加速度传递函数的结合面阻尼参数识别方法,通过加速度传递函数的实部和虚部计算,能有效避开质量矩阵和刚度矩阵求解,为结合面特性测试提供了一种方法。通过实验验证了这种结合面参数识别方法是可行的。  
        关键词：结合面参数识别;传递函数;阻尼;加速度   
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      • 王娟,李同杰,靳广虎,鲍和云
        2016, 38(1): 21-26. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.005
        摘要：基于行星齿轮传动系统纯扭转非线性动力学模型,采用转速扰动的策略实现了行星齿轮传动系统混沌运动的周期稳定化。对于系统未知,且转速允许变动量很小的情况,运用最优参数控制方法计算转速扰动量变化值,实现了转速小扰动要求下的行星齿轮传动系统的混沌控制。对于系统已知,且转速允许变动量相对较大的情况,提出了一种所谓参数大扰动控制方法,并以输入转速为扰动控制量,通过转速大扰动策略,同样实现了行星齿轮传动系统的混沌控制。  
        关键词：行星齿轮传动系统;混沌控制;转速扰动策略;最优参数控制方法;参数大扰动方法   
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      • 李良,蒋宇晨
        2016, 38(1): 27-31. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.006
        摘要：交流永磁同步电机效率高、寿命长、运行可靠、维护简单,是未来调速电机重要的发展方向之一,对其电磁振动建模分析是研发低噪音交流永磁同步电机的基础。从永磁同步电机的结构出发,推导了三相交流永磁同步电机的磁密、径向电磁力以及振动的理论模型,从理论角度对永磁同步电机电磁振动的影响因素进行了分析,并给出了电机电磁振动的主要频率。通过理论建模和仿真分析得出,当永磁同步电机槽数接近2倍、4倍、6倍或8倍电机极对数时,电机产生振动频率为2倍、4倍或6倍基波频率的振动。这一结果的提出为设计同类型的永磁同步电机提供了参考依据。  
        关键词：永磁同步电机;电磁振动;磁场分析;气隙磁密;电磁力波   
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      • 陈高升,赖亮庆,蒋洪罡,苏正涛
        2016, 38(1): 32-37. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.007
        摘要：利用四端参数法建立了基于冰箱压缩机双层隔振系统的理论模型,得到了系统的力传递率规律,利用有限元法建立了双层隔振系统的仿真模型,通过模态分析及动态响应分析得到了系统的振型及力传递率。将双层隔振系统力传递率的理论结果及有限元仿真结果与试验结果进行了比较分析,结果表明,理论模型得到的共振频率与仿真结果吻合较好,力传递率结果与仿真结果总体趋势一致,理论结果与仿真结果在0 Hz~150 Hz的低频段上与试验结果吻合较好,当频率高于150 Hz时,理论结果及仿真结果均与试验结果存在一定偏差。  
        关键词：四端参数法;双层隔振;力传递率;固有频率;有限元法   
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      • 刘志川,唐力伟,曹立军
        2016, 38(1): 38-43. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.008
        摘要：为了解决齿轮箱故障诊断模式识别过程中参数难以确定的问题,引入了一种基于等距特征映射(Isometric feature mapping,Isomap)和改进遗传算法(Improved genetic algorithm,IGA)优化支持向量机(Support vector machine,SVM)参数的方法。首先在自适应最优邻域参数下,对齿轮箱振动信号高维特征集数据进行等距特征映射,通过改进的遗传算法优化支持向量机的惩罚参数和核函数参数,最终实现对降维后数据的识别分类。将所提方法应用于齿轮箱故障诊断,结果表明,所提方法具有较高的诊断正确率,与传统的支持向量机方法相比有更好的诊断效果。  
        关键词：等距特征映射;遗传算法;支持向量机;齿轮箱;故障诊断   
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        实验研究·测试技术

      • 史荣,李立伟,王劲东
        2016, 38(1): 44-48. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.009
        摘要：基于铁磁材料的剩磁现象,建立了桥梁缆索断丝缺陷漏磁场分析有限元模型,分析了断口处钢丝表面及空气中的漏磁场分布规律,计算了空气层中漏磁场的强度,为微磁探伤技术的应用提供了理论依据;搭建了基于微磁原理的缆索断丝检测试验平台,采用三维磁阻式传感器对缺陷缆索的模拟试件进行了探伤实验,试验结果证实了缆索钢丝中剩磁场的存在及断丝处漏磁场的可检性,分析了不同断丝数量及不同断丝位置的漏磁信号特征,验证了理论分析的正确性及微磁检测方法的可行性;基于微磁原理的缆索断丝无损检测系统,可省略笨重的激磁单元,为实现检测装置的节能化与轻量化设计提供了科学依据。  
        关键词：微磁检测技术;桥梁缆索探伤;漏磁场分析;磁阻式传感器   
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      • 陈德民,张宏,蔡青格,刘国强,吴家喜
        2016, 38(1): 49-53. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.010
        摘要：车用磁流变离合器是将智能材料磁流变液与汽车离合器设计相结合的一种新型离合器。基于Bingham模型建立了盘式磁流变离合器转矩传递模型,以B级轿车为目标车型设计并加工了试验样机,用电子扭转试验机对其扭矩传递能力、扭矩传递稳定性、离合器接合和分离特性等进行了试验测试。分析了磁饱和作用和剩磁对接合分离速度的影响。试验结果表明:所设计磁流变离合器性能满足作为目标车辆离合的器使用要求。  
        关键词：磁流变液;汽车;离合器;盘式;试验测试;接合;分离   
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        发布时间：2022-09-22
      • 周璐瑶,吕婕,陆善彬
        2016, 38(1): 54-59. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.011
        摘要：通过单个无铆钉铆接接头小试件在十字拉伸、搭接剪切和对接剥离工况下的准静态试验和动态试验以及不同加载角度下的准静态试验(0°、30°、45°、60°和90°),对无铆钉铆接接头的力学行为和失效特征进行了研究。试验结果表明,当剪切方向分力在合力中所占比例越大时,接头的强度越大,但对接头的延展性没有规律性影响。无铆钉铆接接头小试件在十字拉伸试验中发生了脱扣失效,在搭接剪切试验中发生了撕裂失效,在对接剥离工况下两种失效都有可能发生,有时两种失效会同时发生。同时在三种典型工况下无铆钉铆接接头呈现一定的应变率效应,动态试验的峰值载荷均大于准静态试验。  
        关键词：无铆钉铆接;力学试验;力学性能;失效模式   
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        发布时间：2022-09-22
      • 吴正卫,吴训成,张珏成
        2016, 38(1): 60-63. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.012
        摘要：齿轮系统的动态性能特别是振动为典型的非线性问题,而振动与轮齿修形密切相关,轮齿修形参数值的确定实质上是非线性优化问题。以一对直齿圆柱齿轮为研究对象,借助kisssoft软件,应用正交试验设计和遗传算法,以减少齿轮系统振动加速度波动为目标,优化设计修形参数。结果表明,正交试验法和遗传算法相结合可用于较复杂的优化问题,本文优化后的振动加速度波动明显降低,减振效果好。  
        关键词：齿轮;修形参数;正交试验法;遗传算法;振动   
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      • 韦龙,王时越,刘国寿,杨锡阶
        2016, 38(1): 64-68. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.013
        摘要：采用标准紧凑拉伸试样进行五级应力比(R=0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)的疲劳裂纹扩展速率试验,使用递增多项式法对试验数据进行处理,得到不同应力比下的裂纹扩展速率曲线及表达式。定量分析了应力比对裂纹扩展速率和Paris公式中两个重要参数的影响,并对五级应力比下的疲劳断口进行了分析,探讨了应力比对裂纹扩展速率的影响机理。  
        关键词：Paris公式;递增多项式法;应力比;裂纹扩展速率;断口形貌;疲劳断口   
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        优化·可靠性

      • 张义民,贾敬存,黄贤振
        2016, 38(1): 69-73. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.014
        摘要：基于实际生产中某国产系列数控车床的故障信息,进行车床整机的可靠性指标分配。引入Edgeworth级数法将故障数据变量展开成标准正态分布,进而求得可靠度,并用数据拟合方法进行检验,分布曲线相似度较好。对各个子系统运用Edgeworth级数法求得子系统的可靠度,从故障信息角度对影响车床可靠性的三种主要因素进行分析,引入数据包络分析法(DEA)建立了车床整机可靠度的分配模型,从而进行数控车床的可靠性指标分配。基于产品实际故障信息,该分配法更具实际应用性,能较好地改善可靠性的再分配问题。  
        关键词：数控车床;可靠性分配;Edgeworth级数;CCR模型;数据包络分析法   
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      • 刘欢,刘志刚,姜静
        2016, 38(1): 74-79. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.015
        摘要：接触网系统运行的可靠性和维修的经济性是制定维修计划的重要依据,采用预防性维修策略更有助于制定接触网系统的维修计划。应用故障树法分析了高速铁路接触网系统故障树模型,利用不同参数的威布尔分布来描述系统故障的各部分装置的失效概率;建立了系统预防性维修策略的优化模型;利用长沙段3年的实测故障数据拟合了接触网各部分装置的威布尔分布参数,并应用到维修策略优化模型中,对长沙段接触网制订了维修计划。仿真结果表明:适当增加维修次数可降低维修成本,过高的可靠度要求会大幅增加维修次数和维修费用。推导的维修策略优化模型和计算结果可为接触网维修策略的优化提供有益借鉴。  
        关键词：预防性维修;接触网系统;故障率;可靠度   
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      • 赵丽娟,兰金宝,乔美娜
        2016, 38(1): 80-86. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.016
        摘要：以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立了采煤机截割部刚柔耦合模型,研究了内齿圈在啮合过程中的动力学行为;根据采煤机在复杂煤层赋存条件工作时滚筒受力情况,基于Matlab编程模拟出滚筒的载荷文件。通过Recur Dyn多体动力学软件进行仿真分析,得到采煤机内齿圈的应力分布及其与行星轮的接触力和接触力矩,与理论值进行比较验证了其正确性;通过疲劳寿命计算,得到了内齿圈齿面的最小疲劳循环次数,对内齿圈疲劳寿命的薄弱区域提出改进方法,延长其使用寿命。在产品设计时对其可靠性进行分析,降低了研发成本,为研究采煤机设备在大范围刚性运动与柔性构件小变形运动时的应力和疲劳寿命情况提供了新的方法。  
        关键词：采煤机;多体系统动力学;行星轮;接触力;疲劳寿命   
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      • 吴元科,刘放,刘超群,李文涛,孙靖坤
        2016, 38(1): 87-93. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.017
        摘要：总结了换轨车换轨工作的六种典型工况。采用了三种方法计算换轨车换轨工作载荷并且建立了伸缩式换轨车换轨工作装置的理论模型。采用加速因子和惯性权重改进了的粒子群算法,并在其中加入了混沌算法,针对于伸缩臂六边形截面的5个主要参数进行优化。优化结果表明;伸缩臂质量降低了29.6%,整机质心位置下降,配以伸缩功能的配重也会较小,实现了换轨车前后转向架轴重的平衡,提高了换轨车整机稳定性。  
        关键词：典型工况;理论模型;混沌算法;参数优化   
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        设计·计算

      • 周奇才,李文军,吴青龙,熊肖磊
        2016, 38(1): 94-98. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.018
        摘要：工程结构中空间压杆易发生极值点、弹性或弹塑性、弯曲或弯扭失稳,亟需一种简便通用的空间压杆失稳判别方法。为此基于压杆稳定性定义,在Euler描述方式下提出了一种轴向刚度判别法。通过对刚架模型进行数值分析,验证了该轴向刚度判别法的有效性和适用性。采用实验方法测量计算刚架模型的压杆轴向刚度值,并将刚架模型实验结果与数值分析结果进行对比验证。研究表明:在杆系结构整体失稳之前可能发生局部压杆失稳,轴向刚度判别法能够准确地判断工程中空间压杆的失稳状态。  
        关键词：空间压杆;极值失稳;判别方法;轴向刚度   
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      • 孙书民,王进戈,陈永洪,王霜
        2016, 38(1): 99-104. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.019
        摘要：为了掌握平面齿内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动副的齿面真实啮合状况,对其进行误差分析。建立含误差的传动副啮合几何学理论,构建传动副的三维精确实体模型,研究理想状态下传动副的齿面啮合情况,并重点分析中心距及倾角等各项误差值对传动副真实啮合状态的影响规律。研究结果表明:传动副在理想状态下有5对齿同时啮合,瞬时接触线为直线且沿齿高方向平行分布;中心距误差和蜗杆轴向位移误差为负值时比其为正值时对传动副有利;轴间角误差、倾角误差及基圆半径误差对平面齿内齿轮一次包络鼓形蜗杆传动副啮合状况的影响较大。  
        关键词：蜗杆传动;鼓形蜗杆;误差;真实啮合   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张阿盈,许洪明,陈昊
        2016, 38(1): 105-109. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.020
        摘要：机械连接修理是复合材料结构主要修补方式,由于拆卸方便、传递载荷大等优点,在结构维修中得到广泛应用。对修补结构进行强度评估是保证修理效果进行参数优化的必要步骤。本文采用数值模拟方法对两种铆接修补层压板的拉伸剩余强度进行了评估分析。层压板用壳元模拟,紧固件用梁元模拟,紧固件与孔的约束用多点约束技术模拟。在Abaqus商业化有限元分析软件及其二次开发平台上,利用用户自定义场(USDFLD)的方法对复合材料性能进行多级衰减。分析结果与试验结果一致性良好,破坏载荷的预估值与试验值误差在6%之内。分析方法对复合材料机械连接修理设计有一定的借鉴作用。  
        关键词：复合材料层压板;铆接修补;剩余强度;失效模拟   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张世隆,张新未,王凯,黄相柏,王志明
        2016, 38(1): 110-115. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.021
        摘要：基于NX Nastran软件以及舱体保持架的结构特点,采用梁、板、实体、质量点等多种单元创建该构件的有限元模型。使用该模型计算出通信舱保持架的变形量及最大应力,并结合实验从变形的角度验证了模型计算精度。基于仿真结果寻找出刚度较小的框架部位及应力集中点,进行结构优化并分析验证,结果表明,改进后的框架结构刚度、强度显著提高。这种多单元混合建模的方式可广泛应用于大型结构件的设计、优化等工作中,对结构方案的制定及改进提供指导依据。  
        关键词：保持架;NX Nastran;有限元分析;结构优化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 付超,王慧,崔卫华,徐红芹,赵霞
        2016, 38(1): 116-121. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.022
        摘要：针对编织防扭钢丝绳的结构特点,应用微分几何相关理论,推导出编织防扭钢丝绳钢丝的空间曲线参数方程,利用软件建立了编织防扭钢丝绳的三维几何实体模型;通过适当的网格划分得到了编织防扭钢丝绳的有限元模型,对钢丝绳施加约束与载荷后,进行数值模拟计算;分析数值模拟结果,揭示出绳股沿绳轴线方向及在绳股横截面内的应力及变形分布规律;对比摩擦因数取不同值时的计算结果,得出了摩擦因数对绳股应力及变形的影响规律。  
        关键词：编织防扭钢丝绳;几何建模;应力分布;变形;数值模拟   
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        发布时间：2022-09-22
      • 王亮,胡芳,陈黎卿,陈无畏
        2016, 38(1): 122-127. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.023
        摘要：针对传统建模方法下汽车传动系统中非规则壳体部件有限元分析结果不准确的问题,提出一种基于部件简化的有限元新型建模方法。详细给出了轴承、齿轮和紧固件等常用部件的模型简化方法,并以汽车主减速器壳体有限元分析为例,基于有限元软件环境,建立了基于传统建模方法和文中提出方法下的两种有限元分析模型;通过对两种模型的仿真结果对比发现:两种方法下汽车主减速器壳体上应力分布总体趋势相同,但是在安装轴承位置等局部区域应力值相差较大。通过对主减速器在输入扭矩为100 N·m,200 N·m和400 N·m三种工况下壳体应力的测试得知:简化方法建立的模型分析结果更加接近实际数值,从而验证了所提方法的正确性和准确性。  
        关键词：传动系统;非规则壳体;简化;有限元模型   
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        发布时间：2022-09-22
      • 赵丽娟,朱帅,刘旭南
        2016, 38(1): 128-132. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.024
        摘要：回转台是掘进机的重要组成部分,承受着复杂多变的载荷作用,是掘进机设计的关键部件;截割头横摆工作时,截割阻力与截割部自身重力的叠加是导致回转台断裂的重要原因;基于截割头破岩理论,利用"纵轴式掘进机截割头辅助设计及载荷计算软件"得到了截割头性能最佳的设计参数并模拟出掘进机载荷图谱;建立掘进机刚柔耦合模型,通过动态仿真发现了回转台设计的薄弱区域,并对其进行结构优化,优化后回转台受力均匀,工作可靠,可满足使用要求。  
        关键词：回转台;破岩理论;动态仿真;结构优化   
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        发布时间：2022-09-22
      • 傅田,赵柏森
        2016, 38(1): 133-137. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.025
        摘要：高速滚动轴承的负荷分布特性对转子系统的动态特性有着非常重要的影响,为尽可能得到真实的轴承载荷分布情况,采用拟动力学分析方法,并通过考虑轴向负荷、径向负荷、离心力以及陀螺力矩对其的影响,建立了滚动轴承的动力学分析模型。采用Matlab编程求解非线性方程组,研究了不同径向负荷、轴向负荷及转速条件下滚动轴承的负荷分布特性,得到了滚动轴承接触角和变形的变化规律。  
        关键词：滚动轴承;拟动力学;接触角;变形   
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        发布时间：2022-09-22

        焊接·铸造·锻压·热强度

      • 边宇虹,赵海涛
        2016, 38(1): 138-143. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.026
        摘要：在薄壳的几何方程、物理方程、运动方程和电动力学方程基础上,建立了载流柱壳热磁弹性耦合方程。采用线性化方法,得到了关于热磁弹性问题的线性迭代方程组,整理成含有8个基本未知函数的标准Cauchy型。考虑电磁场的焦耳热效应,引入热平衡方程及广义Ohm定律,得到了柱壳的温度场,并且推导得到了温度场积分特征值。讨论了载流悬臂柱壳应力、温度及变形随外加电磁参量的变化规律,并通过实例证实了可以通过改变电、磁、力场的参数来实现对板壳的应力、应变、温度的控制。  
        关键词：载流悬臂柱壳;耦合效应;热磁弹性;位移;应力   
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        发布时间：2022-09-22
      • 胡俊峰,郝亚洲,徐贵阳
        2016, 38(1): 144-150. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.027
        摘要：为了减小温度效应对柔顺机构的影响,比较分析直梁、直圆、椭圆和抛物线型4种典型柔性铰链的温度效应,以便合理选取柔性铰链设计柔顺机构。将柔性铰链划分为2个变截面梁单元,计入温度变化产生的初应变,采用最小势能原理推导出4种柔性铰链的热载荷向量和刚度矩阵,采用拉格郎日方程得出其质量矩阵,得出铰链的力学模型。基于柔性铰链的有限元模型,并以柔顺四杆机构为算例,分别对基于4种柔性铰链的柔顺机构的精度、热应力和热振动进行比较分析,分析结果表明:直圆型铰链的热误差最大,抛物线型次之,椭圆型和直梁型最小;所受热应力由大到小的顺序为直圆、椭圆、抛物线和直梁型铰链;直梁型柔性铰链的热振动谐振频率最小,直圆型和椭圆型次之,抛物线型最大,说明直梁型柔性铰链更容易受动态温度变化影响,但抛物线型在谐振频率处的幅值最大,抛物线型铰链热振动更大。  
        关键词：柔性铰链;有限元法;温度效应;比较分析   
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        发布时间：2022-09-22

        疲劳·损伤·断裂·失效分析

      • 商体松,赵明,张萌
        2016, 38(1): 151-155. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.028
        摘要：低循环疲劳失效是轮盘失效的主要形式。为了找到更加精确可靠地预测轮盘低周疲劳寿命的方法,基于三参数幂函数公式,提出了描述Walker等效应变参量与疲劳寿命关系的修正寿命预测模型。应用修正寿命预测模型对1Cr11Ni2W2Mo V、GH4133、TC4及TC11合金材料不同条件下的低周疲劳试验数据进行模拟,发现拟合曲线能够很好地描述Walker等效应变与寿命之间的关系,寿命预测点全部位于2倍分散带内。采用不同方法对高压压气机I级盘60℃下的寿命进行预测,并将预测结果与轮盘试验值进行比较。结果表明:修正模型的预测寿命值为1 048,与试验值1 340相近,相对误差仅为-21.8%,预测精度明显高于另外三种模型,并且修正模型能够考虑平均应力的变化对疲劳寿命所产生的影响,可为发动机轮盘的低周疲劳寿命预测提供参考方法。  
        关键词：低循环疲劳;轮盘;三参数幂函数;Walker等效应变;寿命预测   
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        发布时间：2022-09-22
      • 周卫东,杨秋伟,赵卫
        2016, 38(1): 156-159. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.029
        摘要：通过在结构的某些部位附加已知的集中质量块,测量附加质量后结构振动的低阶模态,把这些新的模态参数及原结构的模态参数联合起来,通过广义柔度灵敏度来建立损伤识别方程求解损伤参数。以一个桁架结构为例对所提的方法进行验证。研究结果表明,仅需要测量原结构和附加质量后结构的第一阶模态信息就可以比较准确地识别出结构的损伤,说明了所提方法的可行性,为解决大型结构的损伤识别问题提供了一条可供参考的途径。  
        关键词：损伤识别;附加质量;广义柔度;模态参数   
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        发布时间：2022-09-22
      • 朱涛,肖守讷,阳光武,刘建树
        2016, 38(1): 160-166. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.030
        摘要：传统的转向架构架疲劳设计大多采用常幅加载,与构架实际运行中所受的随机激励明显不符,从而导致构架整体疲劳强度过量设计和局部结构抗疲劳不足的问题。首先利用逆傅里叶变换法对某随机过程信号进行了时域和频域数值模拟转换,并与该信号的解析值进行比较,验证了所建立的载荷历程正确性和合理性。然后基于逆傅里叶变换法和三次样条差值法,分别给出了轨道垂向不平顺和水平不平顺的位移、速度、加速度功率谱数值模拟方法。最后,以某高速转向架为例,对其进行了考虑车体以及构架各轮对之间相互作用的多点多轴随机振动分析,真实模拟了构架运行工况,并对构架结构疲劳薄弱位置进行了预测。研究结果表明,频域疲劳计算方法能较好地预测振动疲劳,为构架的抗疲劳设计和优化提供了一种新的方法。  
        关键词：构架;疲劳寿命;频域法;多点多轴随机振动分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 许良,张宁,周松,王磊,马闯,刘鹏
        2016, 38(1): 167-172. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.031
        摘要：基于Ansys软件建立了300M钢不同厚度M(T)试样的三维应力强度因子计算模型,比较了不同厚度下应力强度因子的数值解。将不同厚度下应力强度因子的数值解与解析解通过Paris公式拟合得到相应的a-N曲线并与实验数据进行对比,结果表明:应力强度因子有限元数值解具有厚度效应,对于不同厚度下的解析解有一定的修正作用。  
        关键词：Ansys;应力强度因子;厚度效应;厚度修正   
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        发布时间：2022-09-22

        研究简报

      • 曹青松,向琴,熊国良,朱志强
        2016, 38(1): 173-177. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.032
        摘要：动车组在运营中其轴承内圈与车轴耦合系统过盈配合接触面常会出现微动损伤。考虑载荷和过盈量等参数影响,建立CRH2型动车组轴承-车轴耦合系统的有限元模型,通过分析不同线路与不同过盈量下静态耦合系统的应力分布和配合面的变形情况,研究轴承-车轴系统过盈配合的静力学行为。结果表明:同一过盈量,系统在曲线线路的最大应力比直线线路大;同一线路,过盈量越大最大应力越大,其配合面塑性变形也越大,当过盈量为0.15 mm时,已超出最大允许值,轴承内圈产生裂纹。研究结果能够为动车组轴承-车轴过盈配合微动损伤研究提供一定的参考依据。  
        关键词：过盈配合;微动;CRH2型动车组;应力;静力学行为   
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        发布时间：2022-09-22
      • 韩伟,于兰峰,王平平,严飞
        2016, 38(1): 178-182. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.033
        摘要：提出一种基于可靠性分析的蒙皮结构起重机优化设计方法。考虑蒙皮结构起重机设计中尺寸参数、材料性能及风载荷的随机性,采用Monte-Carlo法中的拉丁方抽样(LHS)技术计算结构系统的可靠度。通过概率敏感性分析确定优化设计变量,以蒙皮结构起重机金属结构系统总质量为目标,利用有限元分析软件Ansys进行优化设计,相对初始设计的蒙皮结构质量减少23.8%,整体可靠度得到有效利用,避免了局部可靠度富余,节约了制造成本。  
        关键词：蒙皮结构;Monte-Carlo法;可靠性;敏感性分析;优化设计   
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        发布时间：2022-09-22
      • 郭卫,武文颖,王海文,睢振威
        2016, 38(1): 183-186. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.034
        摘要：为给中小型减速器生产企业设计造价低、节能可动态加载的减速器试验台加载装置。在对机械封闭式刮板输送机减速器试验台设计和合理性分析的基础上,设计了"蜗轮控制双行星传动"加载装置。根据实际出厂检验的超载试验为仿真设置参数,对加载装置进行动力学仿真并确定性能关系。为中小型生产企业对于减速器出厂检验提供了一种新的试验台加载方式。  
        关键词：刮板输送机;减速器;加载装置;动力学仿真   
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        发布时间：2022-09-22
      • 岳晓红,王军评,李顺利,黄含军,吕剑
        2016, 38(1): 187-191. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.35
        摘要：滑块是决定火箭弹发射稳定性和安全性的关键件之一,是火箭弹重要组成部分。介绍一种满足滑轨下挂发射方式的滑块的结构设计。首先在滑块离轨速度和离轨时间理论分析的基础上,对滑块结构进行了设计。通过数值模拟分析、校核了前滑块未脱离轨道和脱离轨道两种情况下的强度。结果表明:滑块强度满足发射要求。本滑块在某火箭弹飞行试验中得到了较好的应用,试验验证了滑块设计的合理性。  
        关键词：火箭弹;滑块;结构设计;强度分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 王平平,于兰峰,韩伟,唐辉,严飞,赵登山
        2016, 38(1): 192-196. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.036
        摘要：基于随机振动理论,对塔机进行随机地震激励下的动态响应分析。选用杜修力-陈厚群模型描述地震动输入,采用一致平稳随机地震响应分析方法,数值仿真了塔机在五种不同组合方向输入地震激励时塔机内力、位移的随机地震响应。计算结果表明:Y向(竖向)地震波激励相比X向地震时塔机内力增幅明显,Z向地震波激励对塔身弯矩影响最大;Y向地震波是造成塔臂断裂的主要原因,Z向地震波过大易导致塔机倾覆。  
        关键词：塔机;地震响应;随机振动;一致激励   
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      • 李春光,辛志杰,张锦
        2016, 38(1): 197-201. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.37
        摘要：通过分析三维调节架的工作状态,进行理论计算并选出三维调节架的主要部件。基于UG NX环境进行三维调节架自顶向下机械结构的总体设计,并在Ansys Workbench环境下对三维调节架结构进行静力分析和模态分析,得到在自身重力下机构的总体变形以及机构前六阶的固有频率与振型。结果表明,所设计的三维调节架具有较高的刚度,优势频率低于振源频率,可以有效地避免振源的激振。  
        关键词：三维调节架;结构设计;静力分析;模态分析   
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      • 李彩霞
        2016, 38(1): 202-206. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2016.01.038
        摘要：车身在轻量化过程中,车身结构的强度达不到设计要求,引起构件在使用过程中出现失效。采用有限元方法对某款面包车的白车身分别进行了满载、1g制动、0.8g转弯、右前轮抬高150 mm、左后轮抬高150 mm、右前轮左后轮同时抬高150 mm,6种工况的强度分析,得到整车各工况下应力分布状况,找出车身危险区域。通过满载应力应变试验验证仿真结果的准确性,从而为定性地评价白车身的结构设计提供充实依据。  
        关键词：面包车;有限元;结构设计;白车身   
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        发布时间：2022-09-22
      • 2016, 38(1): 206.
        摘要：<正>为扩大本刊及作者知识信息交流渠道,加强知识信息推广力度,本刊已许可中国学术期刊(光盘版)电子杂志社在CNKI中国知网及其系列数据库产品中,以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。该著作权使用费及相关稿酬,本刊均用作为作者文章发表、出版、推广交流(含信息网络)以及赠送样刊之用途,即不再另行向作者支付。凡作者向本刊提交文章发表之行为即视为同意我社上述声明。  
          
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        发布时间：2022-09-22
      • 2016, 38(1): 207.
        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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        发布时间：2022-09-22
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