最新刊期
      2017 年 第 1 期

        振动·噪声·监测·诊断

      • 陈洪月,白杨溪,毛君,宋秋爽
        2017, 39(1): 1-6. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.001
        摘要：为了研究采煤机牵引速度对其动力学特性的影响,采用截齿三向力描述采煤机滚筒截割激励,采用赫兹接触理论描述采煤机平滑靴支撑刚度与阻尼,采用间隙条件下齿轮啮合非线性模型描述采煤机导向滑靴与销排间支撑刚度与阻尼,根据拉格朗日动力学方程建立了采煤机整机7自由度动力学模型,采用数值求解方法求解了不同牵引速度下整机的振动特性,结果表明:随牵引速度的增大,对后滚筒的振动位移影响较大,对机身影响较小;机身Y轴方向振动摆角相对较为明显。  
        关键词：采煤机;非线性;振动;间隙动力学   
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        发布时间：2022-09-22
      • 孙守保,郭瑜,伍星
        2017, 39(1): 7-13. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.002
        摘要：常用齿轮故障诊断方法中窄带解调分析存在低频干扰的问题,共振解调分析不涉及相位调制信息。针对传统方法的不足,提出了一种以共振频率作为载波的共振区幅值-相位解调技术。方法首先通过快速谱峭度算法寻找齿轮振动信号的共振区,然后在共振区中通过幅值最大搜索法获得共振频率,并以该共振频率为载频进行解调分别得到幅值和相位调制信号。该方法结合共振区对弱信号的放大以及对低频干扰的隔离作用,可有效提取齿轮的故障信息。仿真及试验研究表明,所提出的共振区幅值-相位解调技术可以有效检测早期齿轮齿根裂纹故障信息,是对传统方法的有效补充。  
        关键词：早期齿轮齿根裂纹;窄带解调技术;共振解调技术;共振区幅值-相位解调技术;快速谱峭度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 李娟玲,刘连涛,肖茂华,王婷婷,王霞,张海军
        2017, 39(1): 14-19. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.003
        摘要：分析液压机械无级变速箱的工作原理,研究一种适合水、旱两用大功率拖拉机的液压机械无级变速箱。依据水、旱两用拖拉机复杂的多工况作业要求设计液压机械无级变速箱方案,并基于Matlab软件平台,对该液压机械无级变速箱部分动态特性进行仿真分析。仿真结果表明配备本液压机械无级变速箱的水、旱两用大功率拖拉机能够满足在水田和旱田中边行驶边工作的要求,实现连续无级变速。  
        关键词：拖拉机;液压机械无级变速箱;动态特性;无级变速   
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        发布时间：2022-09-22
      • 谢苗,黄亚星,刘治翔,毛君,佟阳
        2017, 39(1): 20-25. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.004
        摘要：为了研究立体停车位框架结构稳定性及其在地震载荷下框架的位移响应,结合模态分析理论和提取方法,使用Ansys有限元软件对框架进行模态计算,并提取了其前8阶的固有频率和振型图。选取与其抗震要求相似的EI Centro地震波作为模拟地震波对框架受力变形情况进行分析。分析结果显示框架固有频率较低,会由于外界载荷作用而发生共振现象,应该防止外界载荷振动频率与框架自振频率相接近。立体停车位在模拟地震波作用下,框架各节点的位移响应在-30 mm~35 mm之间,远小于材料屈服极限,说明立体车位的抗震性能够满足要求。  
        关键词：立体停车位;Ansys;抗震性能;模态分析   
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        发布时间：2022-09-22

        实验研究·测试技术

      • 万一品,宋绪丁,郁录平,员征文
        2017, 39(1): 26-32. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.005
        摘要：在分析装载机工作装置铲斗受力模型的基础上,针对动臂与铲斗销轴处的动态载荷测试问题,提出一种考虑装载机工作装置侧向力的销轴动态载荷测试方法,采用该测试方法可以准确获取动臂与铲斗铰接点处的销轴水平、竖直和侧向三个方向的动态载荷。在不改变工作装置受力特点的基础上,通过销轴传感器的设计与铲斗的结构改装建立了装载机工作装置销轴力动态测试系统,选取含有颗粒状铁矿石的原生土作为铲装作业工况,进行铲装试验测试,获得了动臂与铲斗铰接点处销轴三个方向的动态载荷变化。对实测数据进行了分析,结果表明:建立的销轴力动态测试系统能够准确地获得铰接点处销轴三个方向动态载荷;装载机工作装置动臂与铲斗销轴传感器测得的三个方向的动态载荷与铲装作业过程有密切的关系;首次获得了侧向力随铲装作业过程变化的动态载荷。这对于研究装载机工作装置的受力特性、载荷谱和疲劳性能具有重要的指导作用。  
        关键词：装载机;销轴;动态载荷;侧向力;试验研究   
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      • 张岳青,徐绯,李建辰,李建芬
        2017, 39(1): 33-39. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.006
        摘要：结构物在入水过程中表面不同部位会受到不同程度的冲击,严重影响结构和结构内部人员的安全,因此入水问题的研究在航空航天和军事领域具有实际意义。以楔形体和弧形体为研究对象,进行了自由下落多工况的入水冲击试验,对PVDF压电传感器进行了静动态参数标定,采用该压电传感器采集了结构物入水表面的压力分布值。然后运用LS-DYNA软件对试验工况结构物入水工况进行了数值仿真,对压力的测量结果做了进一步验证,并分析了不同因素对结构表面压力的影响。最后依据相似准则,通过试验模型的数据得到实际飞机结构的入水冲击响应,对入水结构的设计具有一定的参考价值。  
        关键词：入水冲击;PVDF;标定;压力;相似准则   
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      • 郝志勇,陈志强,毛君
        2017, 39(1): 40-46. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.007
        摘要：为研究采煤机摇臂惰轮轴复杂工况下的力学特性和载荷特性,采用销轴传感器对采煤机不同截割工况下的摇臂惰轮轴载荷进行测试,通过无线采集模块对测试数据实时存储和传输,得到惰轮轴Z向和Y向的载荷曲线,分析结果表明:采煤机斜切进刀时惰轮轴所受载荷最大,Z向最大载荷33.38 kN,Y向最大载荷35.60 kN,且在整个过程中,Y向载荷均大于Z向载荷,研究结果为摇臂惰轮轴载荷测试提供了新方法,为采煤机摇臂故障监测和煤岩识别提供数据支持,同时对采煤机零部件设计和优化具有重要的指导意义。  
        关键词：采煤机;惰轮轴;应变信号;载荷特性   
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        发布时间：2022-09-22
      • 梁勇,樊瑜瑾,郑海涛,李浙昆,何伟,唐军
        2017, 39(1): 47-52. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.008
        摘要：叠层金属板材在数控母线冲裁加工过程中的应用越来越广泛,为提高叠层金属板材冲裁件的断面加工质量,因此,对叠层薄铜板的冲裁过程进行研究。叠层金属板材相较于单层金属板材的冲裁过程不尽相同,利用母线加工机床的冲孔工位对叠层薄铜板进行冲裁试验,通过数据采集卡采集压力、位移传感器在不同冲裁间隙下对叠层薄铜板的试验数据,分别得到了冲裁力随冲裁位移变化趋势,以及孔径尺寸、变形塌陷高度与冲裁位移的关系,并对以上数据进行分析对比。研究表明,随着冲裁间隙的减小,冲裁力增大,并且变形塌陷高度、孔径尺寸精度与叠层金属板的所在层数都有很大关系,相比单层冲裁叠层金属薄板在冲裁过程中虽然影响因素更多、出现的问题也更复杂,但通过控制间隙、压边力等条件可以提高叠层金属薄板的冲裁质量。  
        关键词：叠层薄铜板;冲裁实验;冲裁间隙;冲裁质量   
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      • 王春华,曲辉,许瀚文,王仲娴
        2017, 39(1): 53-56. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.009
        摘要：煤炭是我国的基础能源和重要原料,在国民经济中占有重要的战略地位,而由煤的冻粘引起的改向滚筒表面粘结、皮带抖动、回程沿线撒煤等问题严重制约了煤炭的冬季运输。文献表明材料表面粗糙度对冻粘具有重要影响,为了通过改善材料表面形态而缓解煤的冻粘问题,课题组自行设计了冻粘强度测试装置,在一定的冷冻条件下,测试了含水率40%的煤泥与6种不同粗糙度钢板的冻粘属性。结果表明,煤的冻粘强度随着粗糙度呈W曲线变化,大约在Ra=9μm~10μm时出现最小值,进一步说明,适当的表面粗糙度可以降低煤的冻粘强度。对于冻粘机理的研究以及其他工程领域的冬季防粘减粘具有指导意义。  
        关键词：煤;冻粘;粗糙度;钢板   
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        发布时间：2022-09-22

        优化·可靠性

      • 程江洪,王丽娟,陈宗渝,徐鸣涛,方柘林
        2017, 39(1): 57-62. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.010
        摘要：连续变截面薄板(Tailor Rolled Blank,TRB)是新型的厚度连续变化的板材,它是实现轻量化的有效途径之一。基于TRB技术,结合车身碰撞力的传递路径及载荷流的合理分布的设计方法,以某款SUV车侧面碰撞中的主要关重件为例,对其结构进行优化设计。研究表明:应用新型TRB板材,在侧面碰撞过程中降低了整车的变形和胸部以及骨盆处侵入速度峰值,保证在耐撞性不减的前提下,整车质量减轻了5.5 kg,零件数量减少了5个。相应地也减少焊接工艺、生产工序,同时实现耐撞性和减量化的双重目标。  
        关键词：TRB板材;碰撞力;载荷流;关重件;优化设计;减量化   
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      • 贺谦
        2017, 39(1): 63-66. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.011
        摘要：以一阶可靠性分析方法为基础,采用基于Kriging近似模型的并行子空间的多学科设计优化方法进行多学科耦合系统可靠性分析方法的研究。结果表明,该方法进行可靠性分析的精度较高,与单级优化方法相比,该方法效率更高。  
        关键词：多学科耦合系统;可靠性分析;Kriging近似模型;并行子空间方法   
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        发布时间：2022-09-22
      • 何朝兵
        2017, 39(1): 67-70. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.012
        摘要：利用极大似然法(ML)和EM算法研究了一类特殊随机截尾试验下几何分布参数的极大似然估计。给出了参数MLE的存在唯一性证明和参数的EM迭代公式。利用Louis算法得到了EM估计的渐近方差.随机模拟的结果表明MLE和EM估计的精度较高,两者的差别非常小。  
        关键词：随机截尾试验;几何分布;极大似然估计;EM算法;渐近方差   
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        设计·计算

      • 雷飞,李贵涛,谢小平
        2017, 39(1): 71-78. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.013
        摘要：商用车在我国经济发展中发挥了重要作用,开展商用车安全性研究具有很重要的意义。利用高强度钢对某商用车驾驶室进行正碰安全性优化设计,在保证乘员生存空间和不增加车身重量及材料成本的前提下,首先采用全局灵敏度分析筛选出影响正碰安全性的关键部件,然后将关键部件的材料替换为高强度钢,以部件的厚度作为设计变量结合NSGA-Ⅱ优化算法进行优化设计。结果表明,采用高强度钢设计后的驾驶室的正碰安全性有所提升,同时车身的动静态力学性能也满足使用要求,且车身质量和材料成本都有降低。  
        关键词：商用车;正碰安全性;高强度钢;优化设计   
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      • 赵丽娟,陈磊,田震
        2017, 39(1): 79-84. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.014
        摘要：刨刀是刨煤机落煤的执行工具,其工作载荷直接影响刨煤机的刨削能力和生产效率。为研究刨煤机的载荷特性,基于Matlab和VC开发出了刨煤机载荷计算程序,可根据不同模拟煤层的赋存条件,计算出不同位置刨刀的随机载荷;基于仿真软件Adams,对不同位置刨刀进行模拟,并对其进行了强度验证。通过分析得出:在相同截深时,不同位置刨刀的载荷具有随机性,其中,短腰刀的三向载荷均值与标准差最小,与其他位置的刨刀相比受力较稳定均匀,其次为长腰刀、顶刀、底刀;随着刨削深度的增加,刨刀所受的三向力均有不同程度的增大,当刨深超过一定值以后,刨削阻力会出现明显的增大;当刨刀间距超过一定截线距时,刨削力急剧增加;刨刀在工作过程中,长、短腰刀所受最大应力分别位于刀体薄厚位置过渡连接处和刀体与片状合金头镶嵌处,主要失效方式为断裂和磨损;顶刀和底刀在与刀座连接部分做倒角处理可缓和应力集中。分析结果为研究动载荷作用下刨刀可靠性及其结构优化设计提供了理论依据。  
        关键词：刨煤机;不同位置刨刀;载荷特性;模拟研究;强度验证   
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      • 刘妹妹,陈建钧,潘红良
        2017, 39(1): 85-91. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.015
        摘要：基于有限元计算研究了低应力三轴度下,三维孔洞体胞模型的应力应变分布规律和变化趋势,分析了孔洞和基体体积的变化规律,指出用孔洞体积分数表征材料损伤的理论在低应力三轴度下的应用存在局限性。引入断裂应变作为单元失效判据,通过比较单轴拉伸试验和模拟结果,验证了其在材料失效模拟中的可靠性。最后将断裂应变应用到有限元模拟中获得不同应力三轴度下基体失效时的临界等效塑性应变,以临界等效塑性应变为表征参量研究孔洞变形规律和材料的失效行为。  
        关键词：低应力三轴度;孔洞行为;有限元分析   
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        发布时间：2022-09-22
      • 吴垚,曹巨江,燕卫亮,郗文君
        2017, 39(1): 92-99. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.016
        摘要：针对曲柄群驱动机构平衡理论研究方法的不足,提出运用质量矩替代法将曲柄群驱动机构惯性力平衡问题等效为连枝构件(连杆桁架)在相邻曲柄的附加质量矩替代和所有曲柄(树枝构件)组成的二副杆树系统的惯性力完全平衡条件。联立连杆桁架的质量矩替代公式与所有曲柄惯性力完全平衡公式可直接列出任意曲柄群机构惯性力平衡条件。然后以四曲柄群机构为例运用该方法对机构惯性力平衡条件进行了简化。最后,借助三维建模软件Pro/E和动力学仿真分析软件Adams对四曲柄群机构进行动态仿真,验证了质量矩替代法对此类机构惯性力平衡的适用性。  
        关键词：曲柄群驱动机构;质量矩替代法;二副杆树系统;惯性力完全平衡;动态仿真   
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      • 解江,牟浩蕾,邹田春,冯振宇,毛可毅
        2017, 39(1): 100-105. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.017
        摘要：针对复合材料飞机结构适坠性验证及适航审定需求,建立货舱地板下部为波纹板的复合材料蒙皮机身框段有限元模型及货舱货物刚体简化模型,研究其在7 m/s垂直坠撞条件下的适坠性能。通过与无货舱货物情况进行对比,分析货舱载荷对机身结构变形模式、加速度响应特性和机身结构吸能特性的影响,进而为飞机结构适坠性设计及分析提供参考。仿真结果表明,货舱载荷导致货舱下部波纹板严重变形,但吸能量增加,外侧座椅与地板连接处的加速度低于无货舱货物情况,坠撞过程中机身各部分结构吸能是同时进行的。  
        关键词：复合材料机身;适坠性;货舱载荷;加速度响应;吸能特性   
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      • 鲁亚迪,亓秀梅,高创宽
        2017, 39(1): 106-110. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.018
        摘要：首先通过实测获得了一系列具有横向纹理的表面粗糙度数据;其次,借助傅里叶非线性变换拟合出粗糙度函数,并将其叠加到油膜厚度方程中形成了滚动轴承混合热弹流润滑模型;基于此模型,在固定滚动轴承参数不变的前提下,通过改变接触表面粗糙度之值共进行了45组数值计算;然后,通过对计算结果的回归分析,分别建立了内圈与滚动体接触点处的平均油膜厚度及次表面主剪应力最大值与粗糙度之间的定量关系。  
        关键词：滚动轴承;横向粗糙纹理;油膜厚度;次表面应力   
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      • 赵霞,王慧,付超,崔卫华,赵萍,田相省
        2017, 39(1): 111-116. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.019
        摘要：鉴于编织防扭钢丝绳在电网建设工程中应用的普遍性以及目前国内外学者研究较少的现状,在椭圆假设、编织防扭钢丝绳成形研究基础上,借助椭圆的四心圆法,研究编织防扭钢丝绳股空间展开线的形状,获得了绳长与编织角及对应椭圆弧长之间的关系式;考虑钢丝绳的物理特性参数,并分析钢丝绳受载变形情况,推导出对应任意弧段绳股沿股轴向拉力及沿绳轴向力的表达式,进而建立了编织钢丝绳轴向拉力作用下的力学模型,并以四方八股编织防扭钢丝绳为例,推导出在任意横截面内,钢丝绳所承受的拉力和拉应力的关系式。最后通过数值模拟得出,与椭圆曲率大的弧段相对应的绳股局部所受的等效应力较大,为进一步对编织防扭钢丝绳进行力学分析奠定了理论基础。  
        关键词：编织防扭钢丝绳;四心圆法;展开线;力学模型   
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        发布时间：2022-09-22
      • 姜伟伟,扈宏毅,刘儒贞,贺壁,陈智明
        2017, 39(1): 117-121. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.020
        摘要：为满足机动平台大型光电设备轴系应用要求,设计了动平台用轴系。光电设备由早期的地基固定式发展到动平台承载式,动平台的力学环境对设备轴系提出了新的要求。首先,基于现有的轴承结构和装配工艺给出三种轴系结构形式;其次,针对设备要承受动平台的力学环境,对轴系进行力学分析,推导轴系力学校核公式,该轴系设计分析方法为动平台光电设备轴系设计提供了理论依据。  
        关键词：动平台;光电设备;力学分析;轴承   
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      • 郭瑜超,王立凯,段世慧
        2017, 39(1): 122-129. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.021
        摘要：研究了一种复杂多边形蜂窝结构的等效弯曲刚度。将蜂窝结构简化为正交异性薄板,首先计算薄板在均布弯矩载荷下的变形能,同时利用载荷平衡条件计算蜂窝各胞壁变形能之和,然后利用能量等效原理得到蜂窝结构等效弯曲刚度的解析表达式。蜂窝结构等效弯曲刚度随胞壁夹角及长度的变化非常明显,两正交方向的耦合弯曲刚度会随着胞壁夹角及长度的变化出现反转,等效弯曲刚度的绝对值会随着胞壁高度及厚度的增大而增大。最后利用有限元分析结果反推了蜂窝结构的等效弯曲刚度,验证了理论分析方法的正确性。  
        关键词：多边形;蜂窝结构;能量法;等效弯曲刚度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 赵丽娟,鲍文杰,马强,赵名扬,刘旭南
        2017, 39(1): 130-137. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.022
        摘要：采用Matlab与Excel联合编程开发了纵轴式掘进机截割头辅助设计软件,根据掘进工作面的赋存条件,通过输入截割头必要的运动学参数,便可自动生成对应的截齿排列图、载荷曲线和切削图等,获取截割头形状、叶片头数及截齿排列方式和钻进速度与截割功率、截割比能耗、截割阻力、切削面积之间的参数关系,为截割头设计及优化提供了一种新方法。以EBZ220型掘进机为工程对象,对截割头形状、叶片头数、截齿排布和钻进速度进行设计并选择最优方案,显现了软件的普适性。  
        关键词：掘进机;截割头;设计与优化;截割性能;新方法   
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      • 张文华,张维强,鲁植雄,王兵,童邦
        2017, 39(1): 138-142. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.023
        摘要：侧倾稳定性的优劣直接影响到轮式拖拉机的使用安全,采用虚拟样机技术研究轮式拖拉机的侧倾稳定性。应用三维建模软件UG建立轮式拖拉机实体模型,导入到Adams/VIEW虚拟环境下,按照相关标准,模拟轮式拖拉机静侧翻稳定性试验和前轮踏空稳定性试验。通过分析轮胎受力曲线判断拖拉机的最大侧翻稳定角,以此来衡量拖拉机的侧倾稳定性,并通过实车试验进行对比验证。前桥刚性联接和铰接时最大侧翻稳定角的误差分别是3.64%、0.98%,仿真结果与实车试验结果相比较误差较小,表明该虚拟模型精准度较高,仿真过程可靠。因此在轮式拖拉机研发过程中,应用虚拟样机技术可大大提高物理样机合格率,在一定程度上可取代实车试验,进而极大地缩短研发周期,减少设计成本,具有实用价值。  
        关键词：虚拟样机技术;轮式拖拉机;侧倾稳定性;建模;仿真;实车试验   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杨猛,阚树林,谢超
        2017, 39(1): 143-148. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.024
        摘要：为研究某新型汽车门锁中的塑料斜齿轮在工作条件下的轮齿受力情况,运用Abaqus建立了斜齿轮啮合的有限元模型,基于非线性接触算法对塑料斜齿轮的接触过程进行了仿真分析,并得到塑料斜齿轮的接触应力与弯曲应力。运用刘易斯方程及齿轮赫兹应力理论对塑料斜齿轮啮合过程中的许用应力进行了理论计算,并与有限元仿真结果进行对比;结果验证了塑料齿轮的强度满足实际工作的要求,并指出齿轮正常啮合过程中最大接触应力出现在齿轮双齿啮合区间,而最大弯曲应力发生在两齿啮合即将进入三齿啮合位置,此时齿轮容易发生疲劳破坏,提出了提高齿轮轮齿强度的改进方案。研究为塑料齿轮的强度分析提供了理论依据。  
        关键词：塑料斜齿轮;有限元分析;动态接触分析;齿轮强度   
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        发布时间：2022-09-22

        焊接·铸造·锻压·热材料

      • 王泽武,李耀宙,夏良志,孙佳琳
        2017, 39(1): 149-153. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.025
        摘要：针对现有圆筒形薄壳热屈曲临界温度理论解的不一致问题,首先基于Donnell方程导出圆筒形薄壳在均匀温升载荷下的热屈曲理论解,然后通过有限元方法分别给出平板与圆筒形薄壳热屈曲数值解,最后对给出的理论解与数值解进行对比分析,进而提出圆筒形薄壳热屈曲临界温度修正解。研究成果将有利于对类似薄壳结构热稳定性问题进行精细化设计。  
        关键词：薄壳;平板;热屈曲;临界温度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 颜超英,刘江南,刘艳萍,宁朝阳
        2017, 39(1): 154-159. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.026
        摘要：液体静压电主轴系统的热变形严重影响机床加工精度,有必要对电主轴系统热变形的影响因素进行分析,以减小系统的热变形量。利用有限元法,分析在工艺参数和结构参数不同取值条件下某液体静压电主轴系统的热变形情况,重点分析冷却水流量、轴承供油压力、主轴转速、轴承结构参数对主轴热变形的影响。结果表明,电主轴系统的最大变形出现在主轴前端安装砂轮处;冷却水流量和供油压力的改变对主轴前端面径向最大热变形的影响规律显示,当冷却水流量和供油压力达到一定值时,系统的热变形已得到有效控制,若再增大冷却水流量和供油压力,热变形量减少的幅度较小;在不同的主轴转速下,润滑油的流动状态不同,润滑油在紊流条件下的主轴前端面径向最大热变形超过层流条件下的2倍。运用均匀设计试验,得到轴承长径比和轴承轴向封油边长度的优化参数值,使主轴前端面径向最大热变形控制为最小。  
        关键词：静压轴承;参数优化;电主轴;热变形   
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        发布时间：2022-09-22

        疲劳·损伤·断裂·失效分析

      • 吴乔国,陈学东,范志超,聂德福,魏仁超
        2017, 39(1): 160-165. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.027
        摘要：研究金属材料在不同应力比下的疲劳裂纹扩展速率描述公式,包括Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅰ-Ⅲ型三种模式。基于现有疲劳裂纹扩展速率公式和对试验数据进行归纳,建立了以J积分变化幅ΔJ为控制参量的疲劳裂纹扩展速率改进公式。在公式中,通过引入应力比修正系数M将不同应力比R下的数据ΔJ等效到R=0时对应的ΔJeq0,并给出了M~R的经验关系式。最后,通过对文献中Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅰ-Ⅲ型的疲劳裂纹扩展速率试验数据进行分析发现,本文建立的改进公式可以对不同应力比下的试验数据进行较好的描述。  
        关键词：疲劳裂纹扩展速率;J积分;Ⅰ、Ⅲ、Ⅰ-Ⅲ型;应力比;改进公式   
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        发布时间：2022-09-22
      • 万宏强,高刚,丁锋
        2017, 39(1): 166-171. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.028
        摘要：研究GH4133轮盘材料疲劳失效概率分布类型,通过经验分布函数法和平均失效率函数法处理疲劳失效数据,根据所得到的数据信息假设轮盘材料疲劳失效概率分布类型为正态分布、对数正态分布或三参数的威布尔分布。先对三个分布分别进行参数估计再利用柯尔莫哥洛夫拟合优度检验法,检验分布函数总体拟合效果。并绘制所确定分布的失效率曲线与平均失效率曲线比验。综合比较同温度不同应变比、同应变比不同温度下各组数据,得出GH4133轮盘材料的疲劳失效分布函数以对数正态分布函数为最佳。  
        关键词：轮盘材料;疲劳失效;经验分布;拟合检验   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杨杰,王国珍,王艺澔
        2017, 39(1): 172-177. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.029
        摘要：针对均质材料A508合金钢定义了可表征面内/面外几何拘束的统一拘束参数Ap,但在双金属接头或异种金属焊接接头中,除了存在面内/面外几何拘束外,还存在材料性能失配引起的材料拘束。针对均质材料定义的统一拘束参数Ap能否同时对几何拘束与材料拘束进行表征还需要进一步的研究。采用有限元数值模拟的方法,对不同面内、面外拘束的双金属接头界面裂纹尖端的等效塑性应变等值线所围面积进行了计算;并用嵌含有GTN损伤模型的有限元法计算了不同拘束状态下双金属接头界面裂纹的J-R阻力曲线和延性断裂韧性。之后,分析了Ap作为几何拘束与材料拘束统一表征参数的可行性。结果表明:Ap可作为统一拘束参数对几何拘束和材料拘束同时进行表征,并可用其建立双金属接头中几何拘束与断裂韧性之间的统一关联线。  
        关键词：面内/面外几何拘束;材料拘束;双金属接头;断裂韧性;结构完整性   
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        发布时间：2022-09-22
      • 杨大鹏,王均杰,杨新华,赵耀
        2017, 39(1): 178-182. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.030
        摘要：主要研究含裂纹构件在具有不同应力比与不同加载频率的疲劳载荷作用下裂纹扩展速率公式新的表现形式。运用新裂纹扩展速率公式,定量地计算出具有不同应力比与不同加载频率的疲劳载荷作用下线弹性裂纹的扩展速率。综合考虑了疲劳作用应力,裂纹尖端应力强度因子的变化幅值,总结出新裂纹扩展速率公式的适用范围,检验了新裂纹扩展速率公式的准确性和实用性。  
        关键词：应力比;频率;扩展速率;线弹性   
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        发布时间：2022-09-22
      • 唐明松,王岩松,赵礼辉
        2017, 39(1): 183-187. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.031
        摘要：根据对载荷实际作用效果的认识,确定了危险测点信号的无效载荷区间,编制了多级程序载荷谱。明确了造成后桥失效的主要关联载荷,对台架试验加载方式进行了简化。在此基础上,完成了扭转梁后桥快速加载试验,结果显示:台架试验失效部位与道路试验一致,能够实现耐久性快速评价,加速系数为5.68。  
        关键词：加速试验;多级程序谱;失效关联载荷;耐久性   
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        发布时间：2022-09-22
      • 郑雨天,刘少军
        2017, 39(1): 188-193. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.032
        摘要：比较国内机械设计手册以及美国国家标准即AGMA(美国齿轮协会)ANSI-AGMA 6001-D97标准(下称:AGMA标准)中对轴类疲劳强度研究的两种方法;通过对相关文献中具体计算细节的分析以及实际算例的对比,找出主要差异,分析这两种方法在实际应用中的适应情况。  
        关键词：ANSI-AGMA6001-D97;轴类疲劳;强度比较   
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        发布时间：2022-09-22
      • 孔婷婷,周龙超,王慧梅
        2017, 39(1): 194-197. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.033
        摘要：使用改进的裂纹闭合积分方法(MCCI)对典型机翼整体机加壁板的裂纹扩展及剩余强度试验进行了分析预测。通过与试验结果的对比,表明预测的裂纹扩展寿命及剩余强度载荷与实际试验结果的偏差在工程应用可接受的范围内,证明该方法可以在实际机型研发过程中推广应用。同时,试验也证明了整体机加壁板长桁的止裂效果不明显。  
        关键词：机翼壁板;裂纹扩展;剩余强度;裂纹闭合积分   
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        发布时间：2022-09-22

        研究简报

      • 樊智敏,王瑞雪,周万峰
        2017, 39(1): 198-203. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.034
        摘要：双渐开线齿轮传动是一种新型齿轮传动。融合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,将轮齿之间摩擦接触所释放的热能视为热源,计算出稳态条件下双渐开线齿轮的摩擦热通量和对流系数;利用Ansys有限元软件,对双渐开线齿轮传动进行稳态温度场有限元分析;通过对不同阶梯参数下双渐开线齿轮的温度场仿真计算,得到轮齿最大温度值变化规律。  
        关键词：双渐开线齿轮;稳态温度场;摩擦;有限元法;热分析   
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      • 毕厚煌,何家宁,李世瑾,郭凯
        2017, 39(1): 204-209. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.035
        摘要：汽车盘式刹车机构在刹车片与刹车盘表面接触摩擦制动时导致刹车片发生振动,当刹车片振动频率与材料固有频率接近时,易导致片体结构暗裂崩溃。不同材料的刹车片的固有频率、与刹车盘摩擦作用产生的温度场、热力场各不相同。通过对不同的材料参数下刹车片的模态分析研究,使用Abaqus对刹车机构做显式动力学热力耦合分析;对输出的刹车片固有频率和刹车盘节点温度、位移、热应力等结果值进行对比,数据显示在刹车制动过程中复合材料的刹车片在避免共振、提高制动性能方面均要优于半金属材料。综合分析求解的结果在提高刹车制动机构的安全性与制动效能上有较大参考价值。  
        关键词：刹车制动;模态分析;Abaqus;温度场;热力耦合   
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        发布时间：2022-09-22
      • 王振,姬振华,冯宪章,蒋志强
        2017, 39(1): 210-213. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.036
        摘要：应用显式动力有限元法分析了冲击端减薄且有预压凹痕方管轴向冲击耐撞性性能。通过减薄方管的冲击端的板厚,可以降低冲击力峰值,但同时会造成方管在轴向冲击过程中屈曲折叠不规则,通过在方管上施加预压凹痕,可以使得方管在轴向冲击中规则的渐进屈曲折叠。最终可以实现改善方管耐撞性性能的目的。  
        关键词：冲击端减薄方管;预压凹痕;轴向冲击耐撞性;有限元   
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        发布时间：2022-09-22
      • 刘永锋,赵春江,周研,高新
        2017, 39(1): 214-220. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.037
        摘要：基于Ansys有限元软件建立了轧机压下螺纹副的三维模型,计算了常温下压下螺纹副结构的承载特性,通过提取出每扣螺牙等效应力的最大值,验证了轧机压下螺纹副螺牙根部的等效应力分布呈U形的规律。利用间接耦合法分别计算了60℃、100℃温度下热-结构耦合的螺纹副承载特性,对比了不同温度下压下螺纹副螺牙根部的等效应力及螺牙面的接触压力。结果表明,接触压力及等效应力的最大值均发生在第1扣螺牙;当温度为100℃时,压下螺母等效应力的最大值接近于螺母材料的屈服极限。  
        关键词：压下螺纹副;热-结构耦合;等效应力;接触压力;有限元分析;强度   
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        发布时间：2022-09-22
      • 高娜,冯慧华,杨石秋,黄泳璇
        2017, 39(1): 221-225. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.038
        摘要：研究某车用手动变速器箱体与轴系刚度耦合下的结构响应和疲劳状况。首先建立变速器箱体有限元模型并通过模态试验进行了校核。然后基于ROMAX软件建立了考虑齿轮、轴系及变速器箱体柔性的变速器结构动力学耦合分析模型,通过对不同档位工况下的运转进行了精确计算得到了各轴承处的激励频谱曲线。在此基础上,对不同档位下发动机最大扭矩时箱体的耦合模型进行了动响应计算,获得了危险区域应力幅值的分布情况。最后采用振动疲劳样本法对变速器箱体危险区域的疲劳寿命进行了计算与分析。  
        关键词：变速器;频域激励;振动疲劳;寿命   
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        发布时间：2022-09-22
      • 郝伟娜,周俊
        2017, 39(1): 226-229. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.039
        摘要：摆线永磁齿轮是通过内转子本身自转和公转来传递转速,可以获得较高的传动比和转矩密度。为改善漏磁、提高永磁体利用率,将永磁体采用Halbach排列,根据其工作原理设计制造了一台样机。通过有限元模拟摆线永磁齿轮的磁场分布和静态转矩特性。与一般结构相比,采用90°Halbach结构时最大转矩密度的平均值可提高30%左右,且最大转矩密度的波动较小,传动更平稳。最后,通过实验分别测试转子不同转角时的传动转矩,所得结果与模拟结果比较吻合。结果表明基于Halbach排列的摆线永磁齿轮可以有效的改善漏磁现象,获得更高的转矩密度。  
        关键词：Halbach排列;摆线永磁齿轮;转矩密度;静态转矩特性   
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        发布时间：2022-09-22
      • 刘断尘,韩雪峰,张跃,张明月,刘晓东
        2017, 39(1): 230-234. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.040
        摘要：为了研究某导弹舵机的折叠翼机构的展开性能,对该机构展开性能进行研究。首先,基于第二类拉格朗日方程建立了机构的动力学方程,为仿真提供理论依据。然后,利用MSC.Adams软件对机构的展开过程进行刚柔耦合动力学仿真,得到了展开时间、冲击载荷、应力等数据。最后,对实物进行展开实验,测试了展开特性以及冲击载荷对薄弱环节的影响。实验结果表明,展开时间为175 ms,冲击载荷为42.9 N,舵片应力5.49 MPa,小于材料的屈服强度325 MPa,满足设计要求。仿真模型准确地反映了机构的展开过程,仿真与实验的结果可以为结构设计及优化提供理论的依据。  
        关键词：折叠翼动力学;仿真刚柔耦合;冲击载荷;实验   
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        发布时间：2022-09-22
      • 张冬冬,秦宝荣,王郑兴,刘磊,项秉乐,周辉
        2017, 39(1): 235-238. DOI: 10.16579/j.issn.1001.9669.2017.01.041
        摘要：针对办公室久坐人群在工作时脊柱和关节的活动需求,根据人机工程学理论设计一种秋千式办公休闲椅,根据ANSI/BIFMA测试标准在Ansys Workbench环境下对模型进行静态结构分析和瞬态结构分析,得出结构在功能性载荷和验证性载荷作用下的应力应变响应,制作实物样机并进行测试,得到了满意的结果。研究结果表明,设计的结构能够满足BIFMA标准的力学性能要求,测试结果与有限元分析结果相符合,从客观上验证了分析的准确性和有效性,这有利于缩短产品的研发周期,降低研发成本,研究结果也为后续的结构优化设计提供了重要依据。  
        关键词：人机工程学;秋千椅;静态结构分析;瞬态结构分析;样机测试   
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        发布时间：2022-09-22
      • 2017, 39(1): 239.
        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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