最新刊期
2024年第46卷第6期
- 摘要：提出一种基于改进强跟踪卡尔曼滤波的结构外部激励计算和响应重构的方法。首先,利用状态空间模型得出结构的外部激励,并将激励与模态坐标结合组成新的状态向量,构建增秩状态空间模型。然后,在传统强跟踪卡尔曼滤波算法的基础上进行改进,使其能够处理有色噪声。最后,利用结构部分测点的加速度响应,实现对结构外部激励的计算及其余未测点的速度、加速度响应的重构,分别通过二维桁架和外伸梁进行数值模拟和试验分析,用来验证所提方法的有效性。结果表明,该方法能够有效地重构结构外部激励、未测点的速度和加速度响应,其响应时程曲线与计算响应或测量响应时程曲线吻合良好。关键词：结构响应重构;状态空间模型;激励计算;改进强跟踪卡尔曼滤波算法;有色噪声23|2|1更新时间：2025-04-28
- 摘要：针对滚动轴承振动信号非线性、样本量少、传统机器学习诊断算法需要专家经验等问题,提出了一种卷积深度森林(Convolutional Deep Forest,CDF)的故障诊断方法。首先对一维振动信号进行归一化和转图片预处理,接着利用卷积神经网络对图片训练,完成端到端的特征提取,然后使用级联森林对特征进行分析并分类,最后在轴承数据集上验证了CDF的有效性。试验结果表明,CDF针对4种负载下的大小样本数据均能取得较高的准确率,基于二维信号转图片的卷积神经网络和CDF的准确率均高于一维,证明了基于信号转图片数据预处理操作的有效性。关键词：故障诊断;滚动轴承;深度森林;卷积神经网络15|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：超声导波无损检测技术因其检测耗时少、检测范围广等优点,近年来已经成为长距离管线检测领域的一项重要技术。为进一步提高识别精度,提出了利用传统的互相关、小波变换等理论与Duffing振子系统相混合的检测新方法。即将采集信号先利用互相关、小波变换进行预处理,然后输入Duffing系统进行检测。数值仿真结果表明,基于传统方法与Duffing振子结合的混合测量方法,可使检测信噪比下降至-38.4 dB,低于单独使用Duffing振子检测时的检测结果-23.9 dB,极大地提高了缺陷检测精度和灵敏度。研究结果对于实际工程中延长超声导波的检测范围,提高小缺陷的检测灵敏度具有重要意义。关键词：无损检测;管道;超声导波;DUFFING振子14|2|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：针对近年来故障诊断领域在效率、可靠性方面的新挑战,提出了一种基于对称点图案(Symmetrized Dot Pattern,SDP)的感应电动机粗-细分类故障诊断方法。该方法首先通过SDP方法将各故障电动机的振动信号转换为雪花状图像,然后设计了一种粗-细分类的两阶段故障诊断框架用于图像特征的提取与分类。在粗分类阶段,采用了速度快的颜色直方图特征和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)对样本进行诊断,并选取了一个阈值用于确定粗分类的样本;在细分类阶段,采用了可提取图像全局信息的全局特征(Gist特征)和SVM对剩余样本进行诊断。试验结果表明,所提方法综合了颜色直方图特征和Gist特征的优势,能够以相对较高的效率实现可靠的诊断,并具备一定的抗噪能力。关键词：对称点图案;视觉特征;支持向量机;两阶段故障诊断9|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：剥落故障轴承动力学模型模拟的振动响应主要取决于滚动体经过缺陷区域时的能量变化。为建立基于滚动体经过缺陷区域时能量波动的动力学模型,根据几何关系推演出滚动体经过不同坡度剥落故障的运动轨迹,并基于赫兹接触理论和能量守恒定律构建出相应的时变能量公式,引入动力学模型中进行仿真模拟,量化了滚动体经过时能量的变化与振动响应的关系。仿真和试验结果吻合,证明了剥落故障轴承的振动响应与滚动体能量波动之间的关系,所建立的动力学模型能够准确地预测不同转速下剥落故障轴承的振动信号。关键词：滚动轴承;剥落故障;动力学建模;能量守恒12|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：国内现有的小型化车载智能香氛装置普遍存在风量小、噪声大等问题,导致用户体验感不佳。针对上述问题,首先,基于Catia软件设计了一款小型化车载智能香氛装置。其次,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对车载智能香氛装置进行流场仿真分析,并使用改进风路和改进风口大小的方法优化风量。优化后的风量为1.2 m3/h,较优化前提升了16.7%,验证了优化方法的可行性。最后,基于西门子Simcenter Test-lab系统,对车载智能香氛装置进行降噪研究,提出了采用隔离振动源与调节电动机细分的方案来降低噪声。试验结果表明,整机噪声减小了5.61 dB(A),验证了降噪方法的有效性。所用的结构设计方法、风量优化方法,以及降噪技术方案,对车载电子领域的产品开发具有很强的借鉴意义。关键词：车载智能香氛;计算流体力学;流场仿真;结构设计;降噪技术方案13|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：以中耳系统为研究对象,研究人耳在窄带随机声波激励下的非线性振动特性。根据中耳三自由度非线性模型建立非线性随机振动方程并引入正则矩阵,得到正则坐标下的非线性振动方程。采用多尺度法得到中耳系统第1阶主共振的幅频特性方程,通过分岔图和最大Lyapunov指数,发现在不同的激励下,中耳系统会产生不同的运动。导出中耳系统伊藤随机微分方程,使用矩法得到系统2阶矩的近似表达式,验证随机扰动强度对中耳系统的影响。结果表明,增大外激励,系统共振区域增大;当随机扰动强度增大时,相图极限环厚度变厚。关键词：中耳系统;非线性;主共振;分岔;窄带激励8|1|0更新时间：2025-04-28
振动·噪声·监测·诊断
- 摘要：针对高温热暴露对飞机常用铝合金铆接结构强度性能的影响,以2024-T3板材和NAS1097KE5铆钉组成的连接件为对象,开展室温、高温以及高温热暴露后的有限元分析和试验研究。材料非线性和高温性能衰减的精细有限元模型可以准确地模拟该类铝合金铆接结构在室温和不同高温热暴露环境下的强度性能,得出的分析结果与试验结果的差异不超过5%;基于有限元分析拟合的公式对高温热暴露状态下连接强度的预测结果与试验结果的误差不超过4%,经过保守性修正后可应用于工程实际。所建立的高温热暴露状态下铝合金铆接结构连接强度的计算方法可推广到其他类似结构。关键词：铝合金;铆接;高温;热暴露;强度;试验;有限元分析0|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：由于施工简单,角焊缝常广泛应用于金属部件的连接之中。角焊缝中存在明显非自平衡的拉伸焊接残余应力,现有的评估规范中尚缺乏明确的应力校核方法。在《钢结构设计规范》等评定规范中,给出的强度计算准则未考虑角焊缝的弯矩载荷和焊接残余应力影响,限制了相关方法的应用范围。基于角焊缝连接件的强度实验测试和理论研究,提出了基于焊缝材料流变应力的强度分析评定的方法。角焊缝连接件强度实验的结果表明,最大拉伸载荷对应的焊缝强度与实验测试抗拉和屈服强度差值的均值较为接近。由此可认为,角焊缝中均匀存在接近屈服应力的焊接残余应力,在加载过程中,角焊缝中应力增加到抗拉强度时发生失效。在纯剪切条件下,角焊缝连接件的最大承载载荷与拉伸载荷作用下的数值接近。在考虑角焊缝材料焊接残余应力的条件下,基于流变应力的角焊缝评定准则中材料评定系数为0.8,并间接给出了在拉伸和弯矩载荷作用下的角焊缝连接件的评定准则。关键词：角焊缝;强度分析;流变应力;实验研究8|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：前防撞横梁系统是提高整车安全性的重要部件,其中,吸能盒和横梁的结构参数直接影响车体的耐撞性能。为得到吸能盒式前防撞横梁系统的优化方案,首先,从压溃形式、初始峰值力和比吸能3个角度,研究了吸能盒截面结构对耐撞性能影响;然后,从抗弯强度和吸能值两个维度,研究了横梁截面结构对耐撞性能的影响;最后,研究了正碰和偏碰情形下,优化后吸能盒式前防撞横梁系统的耐撞性能。研究结果表明,正六边形截面具有较好的吸能效果;“目”字形截面横梁抗弯强度高且吸能效果好;新型吸能盒式前防撞横梁系统相较于传统系统而言,在正碰和偏碰情形下,吸能值分别提高了11.5%和31.6%,侵入量分别降低了53.2%和38.4%。这为优化防撞梁系统安全性能的研究提供了支持。关键词：汽车工程;防撞梁;吸能盒;碰撞安全13|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：半内凹蜂窝结构具有零泊松比等特性,是六边形蜂窝结构和内凹蜂窝结构组成的混合形式。因此,半内凹蜂窝单元的变形特性可以通过六边形蜂窝单元(正角度)和内凹蜂窝单元(负角度)的变形耦合获得。基于六边形蜂窝单元和内凹蜂窝单元的弯曲、拉伸、铰接和剪切变形等不同机制,考虑单元壁厚的影响,建立了半内凹蜂窝单元的变形机制,并推导出半内凹蜂窝结构的面内变形力学性能等效理论,实现对其面内不同方向弹性模量和泊松比的预测。利用有限元方法分析了几何参数(倾斜臂长l、垂直臂长h、角度α、角度β、结构厚度d和单元壁厚t)对半内凹蜂窝结构的面内拉伸性能(弹性模量和泊松比)的影响。对比有限元模拟结果与等效理论预测结果,验证了等效理论模型的有效性和准确性。对比不同等效理论预测结果,表明完善考虑不同变形机制以及壁厚影响,对于准确预测面内拉伸性能的重要性。关键词：半内凹蜂窝;等效理论;有限元法;弹性模量;泊松比;拉伸性能21|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：矿用刮板输送机长期在复杂的环境中作业,链轮会发生不同程度的磨损,从而对刮板输送机动态性能产生较大影响,以SGZ 1000/3*1000矿用刮板输送机的圆环链传动系统为研究对象,首先建立了磨损链轮模型,然后对不同磨损程度下的链轮传动过程进行动力学仿真,分析了链轮磨损对系统动态特性的影响,并通过试验进行了验证。结果显示,相比无磨损时,链轮磨损加剧了运行过程中链条的速度波动,最高增大至原来的3倍;链轮与链环间的啮合接触力增加至原来的3倍;链环间的拉力增大至原来的2倍,同时拉力波动最高增大至原来的4倍。该研究为刮板输送机传动系统设计提供了理论参考。关键词：刮板输送机;磨损链轮模型;圆环链传动系统;动态特性9|1|0更新时间：2025-04-28
实验研究·测试技术
- 摘要：机械结构的可靠性对其安全运行至关重要,针对复杂机械结构可靠性分析计算精度和计算效率低的问题,研究基于主动学习代理模型可靠性分析方法的优秀拟合样本应具有的空间位置特点,分离提出优秀拟合样本的3个约束——面约束、距约束和域约束,并建立3个控制函数来实现3个约束;然后有机地协同3个控制函数,提出一种有效的新学习函数——协同-均值点约束学习(Collaboration-mean Point Constrained Learning,CPCL)函数,并结合增广径向基函数(Augmented Radial Basis Function,ARBF),建立协同-均值点约束主动学习代理模型(ARBF+CPCL)可靠性分析方法。最后通过3个案例验证了ARBF+CPCL可靠性分析方法具有高精度、高效率的优势,并且通过涡轮盘可靠性分析算例证明了ARBF+CPCL方法在实际工程案例中的应用能力。关键词：机械结构;可靠性分析;主动学习;涡轮盘;拟合样本10|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：为了解决多性能航空发动机竞争失效下的可靠性评估问题,首先,通过矩阵相似性将多个性能数据融合为一个整体退化数据并采用具有随机效应的非线性Gamma过程来拟合整体退化数据,得到多元退化下的可靠度函数。然后,假定航空发动机多个性能均会发生突发失效,使用AD(Anderson-Darling)分布检验选择最优的突发失效分布并采用混合分布得到突发失效下的可靠度函数。假定了退化失效和突发失效独立实现竞争失效下多性能航空发动机可靠性评估。最后,通过实例分析验证了模型的有效性与准确性。关键词：竞争失效;矩阵相似性;Gamma过程;混合分布11|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：发动机及底盘系统可靠性是影响商用车性能的关键因素,准确、全面地评估其可靠性对指导商用车可靠性的改进提升具有重要意义。基于故障大数据,对某商用车制造企业旗下四款商用车发动机及底盘系统可靠性进行评估。收集2021年度四款商用车所有故障数据进行初步统计和分析,随机抽样形成分析样本。根据U检验测试样本与总体数据分布差异性,拟合发动机及底盘系统故障间隔时间概率密度分布函数并推断该分布规律满足威布尔分布。结合传统中位秩法与核密度估计法相互验证计算系统分布参数,采用K-S(Kolmogorov-Smirnov)假设检验验证故障间隔时间样本数据服从威布尔分布。计算可靠度、故障率以及平均故障间隔时间等可靠性评价指标,得出车辆行驶500天后,四款商用车的可靠度分别为0.002、0.003、0.007、3×10-9;故障率分别为0.021、0.016、0.015、0.063;平均故障间隔时间分别为146.088天、129.492天、149.755天、70.897天。结合发动机及底盘系统可靠性评估结果与故障内容提出优化方案,为商用车系统可靠性提升工作提供参考。关键词：可靠性评估;U检验;中位秩法;核密度估计法;威布尔分布;K-S假设检验7|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：U形结构包容环是涡轮起动机通常采用的保护装置。在满足涡轮转子被包容的条件下,对U形截面包容环进行结构优化以获得一个轻便且包容的结构,有利于提高飞机的安全性和推重比。提出了一种U形截面包容环的优化设计方法,该方法采用最优拉丁超立方设计、数值模拟、响应面建模、多岛遗传算法实现包容环截面多参数的优化设计。并通过仿真和试验相结合的方法,分析了不同结构参数对碎片剩余动能和包容环体积的影响权重,研究了U形包容环的不同结构参数对包容结果的影响,并对优化设计后的包容环进行包容性试验验证。结果表明,包容环厚度参数对碎片剩余动能的影响最大,权重比为38%;且影响包容效果主要结构参数是厚度和槽深。仿真与试验结果对比中包容环变形量的误差小于2%,提出的优化设计方法合理可靠。可为U形包容环结构的质量减轻提供先验知识和优化方法。关键词：空气涡轮起动机;U形截面包容环;结构优化设计;DOE样本库;响应面建模;多岛遗传算法7|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：为了更好地优化磨削钛合金件表面质量,降低磨削过程温度梯度所造成的表面残余应力的恶化效果,提出了基于电磁感应预热的磨削加工过程。首先,对相应的磨削过程进行三维有限元建模,并对不同的磨削参数和磨削条件下的磨削过程进行仿真分析;其次,对不同的磨削参数和磨削条件下的结果进行分析,确定不同的参数和条件对于磨削结果的影响机制;最后,选取了一组仿真所用参数进行实验分析,并与仿真结果进行对比。结果表明,基于电磁感应预热的磨削加工过程可以在很大程度上优化工件表面残余应力的分布,相应的结果进一步验证了前期对于磨削过程温度梯度的作用机制。关键词：磨削;有限元;电磁感应;预热;残余应力9|1|0更新时间：2025-04-28
优化·可靠性
- 摘要：复合材料加筋壁板结构广泛应用于现代飞机中,此类结构在工作状态下容易发生屈曲。大量试验表明,飞机复合材料加筋薄壁结构具有可观的后屈曲承载能力。提出了含内包层和无内包层帽型加筋机身曲板设计方案,使用Abaqus计算了有内包层和无内包层两种曲板在轴压载荷、纯剪切载荷、压剪复合载荷下的屈曲载荷、承载能力以及破坏模式。模型中使用蔡-吴准则作为复合材料的失效判据,损伤演化采用子程序Usdfld实现。分析发现,帽型筋条的内包层可以显著提高结构的后屈曲承载能力,延长结构的后屈曲历程。关键词：复合材料;机身曲板;内包层;帽型筋条;后屈曲12|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：内凹六边形作为典型的负泊松比结构,使其成为能量吸收装置常用结构。首先,将内凹六边形和蜂窝结构,通过空间交叉设计得到五种结构。借助有限元仿真与试验探讨了五种结构的变形机制和结构力学特性。然后,利用矢量分析法给出了结构反力的瞬态等效计算方法,推导了反力、碰撞速度和加速度的计算式。结合结构压缩试验,对比了理论得到的反力结果,试验与理论结果基本一致。最后,将分析得到的最优结构填充到吸能盒内部并进行碰撞仿真分析。研究发现,具有负泊松比结构的内凹型蜂窝结构(Concave Honeycomb Structure,CHS)胞元力学性能明显优于传统型蜂窝结构(Traditional Honeycomb Structure,THS)。第二类结构中C-C结构既能够增大结构变形,又能降低所产生的应力,使得应力分布更加均匀。吸能盒碰撞仿真结果表明,C-C结构吸能盒能够大幅度削减速度和加速度的峰值,加速度数值远远小于车辆碰撞规范规定的40g。同时,与传统吸能盒结构相比,新设计的夹层结构吸能盒吸收能量提高3倍以上。关键词：内凹六边形;负泊松比;蜂窝结构;能量吸收;吸能盒8|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：为实现更小缩小比进而获得更高运动精度的灵活运动空间,设计了一种无附加运动的二级缩小微动机构及压电陶瓷致动器组成的微动系统,并对其驱动性能、运动性能和动态性能进行研究。基于柔性铰链杠杆原理及附加运动平衡原理,设计了一种无附加运动的二级缩小微动机构,可实现输入位移精密缩小;采用压电陶瓷致动器驱动二级缩小微动机构,组成二级缩小微动系统;采用有限元法完成系统驱动性能、运动性能及动态性能分析,实验法完成系统驱动性能及动态性能分析。分析结果显示,微动系统驱动具有线性度高、误差小等优点,系统具有优良的定位性能,系统动态性能良好且在运动过程中不会发生共振。研究对微动系统设计及性能分析具有重要的参考价值。关键词：微动系统;无附加运动;二级缩小;驱动性能;动态性能9|1|0更新时间：2025-04-28
设计·计算
- 摘要：高温水环境下溶解氧是影响奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的主要环境参数之一。基于应力腐蚀的滑移-溶解理论,建立了一种氧扩散与内聚力耦合的应力腐蚀裂纹模拟模型。采用内聚力有限元数值方法模拟了在325℃高温水溶解氧环境下316L奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂行为,分析了溶解氧含量与加工硬化对裂纹扩展速率(Crack Growth Rate,CGR)的影响。结果表明,通过标定的模型参数,建立的模型可以预测不同溶解氧含量下材料应力腐蚀裂纹扩展速率,计算结果与文献中的实验测量结果一致。在模拟的高温水环境和应力强度因子条件下,316L不锈钢应力腐蚀裂纹扩展速率与屈服强度关系可表示为CGR∝σy2.028。关键词：有限元分析;应力腐蚀;内聚力模型;溶解氧9|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：通过改变高铁转向架常用的十字焊接接头和斜交焊接接头中半椭圆形表面裂纹和椭圆形埋藏裂纹的大小、形状比和深度等几何参数,利用围线积分法探究裂纹前缘Ⅰ型应力强度因子KⅠ受几何参数的影响规律,并利用多元非线性回归的方法拟合出了求解KⅠ的数学表达式,利用围线积分法分析了KⅠ对裂纹大小和形状比变化的敏感程度。结果表明,KⅠ随裂纹的增大而增大并根据接头和裂纹形式的不同逐渐发散或收敛;KⅠ随裂纹形状比的增大而减小并逐渐收敛;KⅠ最大值点的位置由裂纹大小、裂纹形状比和裂纹位置共同决定;拟合出的求解KⅠ的数学表达式误差在5%以内,精度较高;在四种裂纹形式中,十字接头表面裂纹KⅠ对裂纹形状比的敏感度明显低于其他三种裂纹形式,斜交接头埋藏裂纹对裂纹大小的敏感度明显高于其他三种裂纹形式。关键词：焊接接头;应力强度因子;奇异单元法;裂纹大小;裂纹形状比14|2|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：摆线轮作为RV减速器核心零件之一,其疲劳寿命对减速器整机寿命具有重要影响。利用WorkBench有限元分析确定摆线轮接触应力状态及结构薄弱点。在此基础上,以Miner线性损伤累积理论和S-N曲线修正理论建立摆线轮接触疲劳寿命数学模型,然后利用疲劳寿命分析软件nCode Designlife对摆线轮以最大接触应力进行接触疲劳寿命分析,结果与摆线轮以同样载荷工况下的设计寿命计算结果相差7.6%,并确定摆线轮的接触疲劳损伤最大点。最后,依据摆线轮的接触疲劳寿命分析数据确定其可靠度,为摆线轮的结构优化设计及可靠度分析提供参考。关键词：摆线轮;Basquin方程;S-N曲线;疲劳寿命;可靠度13|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：为了更准确地预测钛合金TC4材料在循环载荷下的疲劳裂纹扩展行为,提出了一种基于近场动力学理论的新型预测模型,首先在近场有限半径内构建了物质点损伤模型,用以模拟裂纹的产生及其扩展过程;通过建立“键”的塑性变形损伤模型,深入分析了疲劳裂纹的萌生和扩展机制,为提升模型的预测效率和稳定性,引入了物质点临界损伤因子这一关键参数;并采用了改进的自适应动态松弛方法,该方法在每个加载循环中都能获得静力解,并通过对不同载荷条件下的裂纹扩展结果进行收敛性分析,进一步验证了模型的可靠性。实验结果表明,所提出的基于近场动力学理论的疲劳裂纹扩展预测模型,可以准确地预测裂纹的萌生位置和扩展速率;模型预测的疲劳寿命与实验数据呈现出良好的一致性,该模型在钛合金材料疲劳裂纹扩展预测方面具有有效性和实用性。关键词：近场动力学模型;钛合金TC4;疲劳裂纹;裂纹扩展;疲劳寿命8|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：老龄飞机机身蒙皮含多孔边裂纹结构,蒙皮孔会在载荷作用下由圆孔变为椭圆孔,多椭圆孔边裂纹应力强度因子的计算是断裂力学分析中的重要问题。采用基于复变函数理论和近似迭加法的解析计算方法,求解多椭圆孔边裂纹在远场应力作用下的应力强度因子,并分析了双椭圆孔边对称裂纹、双椭圆孔边内侧单裂纹、外侧单裂纹及同侧单裂纹几种模式下应力强度因子的变化规律。计算结果表明,多椭圆孔边裂纹的应力强度因子受裂纹长度、椭圆孔口半轴比及孔间距的影响,随着邻近裂尖的逐渐接近,裂纹之间的干涉现象趋于显著。关键词：多位置损伤;多椭圆孔边裂纹;应力强度因子;复变函数法;解析解10|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：考虑到裂尖不同程度的塑性变形,选择合适的断裂参量并准确预测疲劳裂纹扩展速率是一项非常重要的任务。采用4种不同疲劳加载条件,通过理论计算与实验分析探究了裂纹尖端断裂参量与疲劳裂纹扩展速率之间的关联,最后通过公式与参数拟合对疲劳裂纹扩展速率预测提供合适的模型。结果表明,随着载荷比和载荷幅的提高,ΔK表征疲劳裂纹扩展逐渐失去了其合理性和有效性。裂纹扩展前期,高载荷比裂纹扩展阻力更大。在裂纹扩展后期,高、低载荷比裂纹扩展阻力差距在缩小。在所有讨论的断裂参量中,ΔJ′ac是适合工业纯钛疲劳裂纹扩展的断裂参量,在此基础上提出了相应的疲劳裂纹扩展速率预测模型。关键词：疲劳裂纹扩展;断裂参量;预测模型;载荷比;载荷幅6|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：为研究薄壁加筋结构随机载荷下的振动疲劳特性,开展了随机振动试验;试验中采用锤击法和正弦扫频法获得了结构的固有频率和模态响应,记录了开裂时间和开裂模式;推导了通过等幅应力下的疲劳寿命曲线修正得到随机应力下疲劳寿命曲线的方法。基于MSC/Patran&Nastran有限元软件,获得了修正后模型的疲劳危险位置的动态响应,给出了结构的随机振动疲劳寿命,研究了建模方法对结构固有频率的影响,分析了阻尼的变化对模态振型的影响。结果表明,混合单元比单独的实体或壳单元更能反映结构的刚度,非线性阻尼下模态响应更符合扫频结果,最后,计算得到的疲劳寿命和破坏位置与试验结果吻合较好。关键词：薄壁加筋结构;随机振动;功率谱密度;振动S-N曲线;高斯三区间法;动态响应7|1|0更新时间：2025-04-28
疲劳·损伤·断裂·失效分析
- 摘要：齿轮齿条机构的承载能力受齿面接触强度制约,为提高其承载能力采用多对齿轮与单根齿条啮合,为简化传动系统结构,提出了单驱动多点啮合齿轮齿条传动机构,该机构具有承载能力强、体积小、质量轻、成本低等特点。但该机构存在轮齿干涉问题,为解决该问题进行了轮齿干涉量研究,并基于轮齿变位可改变中心距的特性,采用变位系数补偿法解决轮齿干涉问题。对变位后的齿轮齿条机构进行了轮齿受力分析,结果表明,轮齿无干涉,且受力均匀。轮齿干涉问题的解决,极大地提高了齿轮齿条传动的承载能力,使得齿轮齿条传动可以用于重载工况。关键词：齿轮齿条传动;轮齿干涉;齿轮变位;有限元仿真8|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：球壳式堵盖作为漂浮接箍的承压部件,在下套管过程中其强度直接影响漂浮接箍的承压密封作用。首先对球壳式堵盖的应力进行理论解析和仿真,综合考虑材料和压缩破坏失效形式,基于三向应力下的球壳模型建立了球壳式堵盖的强度计算公式。选用硼硅玻璃作为材料,通过压缩试验得到其抗压强度;采用仿真计算获得球壳式堵盖的应力状态并确定危险部位。然后通过压力试验获得球壳式堵盖的打开压力,将试验与计算结果进行对比。结果表明,球壳式堵盖的爆破压力为46.2 MPa±3.8 MPa,且破碎后漂浮接箍内部无残留玻璃,最大破碎颗粒小于10 mm×9 mm×3 mm,满足球壳式堵盖的强度要求。研究结果对水平井下套管中漂浮接箍的应用具有重要的意义。关键词：漂浮接箍;球壳式堵盖;高硼硅玻璃;打开压力9|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：新能源电动机运转过程中,以转速波动为主的变工况会对深沟球轴承的动态性能产生重要影响。以6207型深沟球轴承为研究对象,考虑了保持架的柔性变形,在Ansys/Ls-Dyna软件中建立深沟球轴承显式动力学分析模型,分析了不同角加速度加速工况及不同转速波动工况对保持架稳定性和接触特性的影响。研究结果表明,角加速度增大会导致保持架速度波动变大和稳定性降低;相比于稳定工况,转速波动工况下钢球与保持架接触力以及保持架不稳定性明显增加,转速波动工况对保持架稳定性影响由大到小依次为:矩形波动、三角波动、简谐波动、稳定工况。关键词：深沟球轴承;动力学;变工况;保持架稳定性7|1|0更新时间：2025-04-28
- 摘要：针对柱塞泵活门处挡圈断裂问题,需要确定挡圈断裂因素并制定改进措施。通过对挡圈轴向运动和径向运动的受力情况进行分析,确定正常装配状态下,活门启闭过程产生的轴向撞击不会导致卡圈疲劳断裂。非正常装配状态下,卡槽中堆积金属杂质、挡圈圆角小于卡槽圆角半径尺寸,将造成孔用挡圈发生频繁的径向收缩,是挡圈发生断裂的主要因素。从柱塞泵修理角度,制定了控制挡圈、卡槽匹配尺寸等卡圈断裂抑制措施,有效降低了挡圈沿卡槽圆角轨迹滑动的可能,对柱塞泵的维修应用具有一定意义。关键词：挡圈;高周疲劳;断裂分析;仿真分析8|1|0更新时间：2025-04-28
研究简报
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