摘要：内齿式回转支承兼有滚动轴承的回转支承特点和齿轮啮合传动特点,在联合载荷作用下其动态性能的影响因素众多,容易出现轮齿磨损或断齿、套圈滚道磨损和运行精度变差等问题。综合考虑钢球与内外套圈滚道、保持架兜孔的动态接触作用及内齿圈轮齿间的啮合传动作用,建立了内齿式回转支承参数化多体接触动力学模型。分析了沟道曲率半径、保持架兜孔孔径、初始接触角和轮齿变位系数等关键设计参数对回转支承齿轮啮合力、1号钢球与N1滚道的接触力、内齿圈质心轴向和径向振动位移的影响规律。在此基础上,采用试验设计(design of experiment,DOE)方法,对内齿式回转支承的关键设计参数进行全因子试验设计及计算,获得了多参数影响下回转支承的动态性能。结合线性加权法,运用统一量纲法和权系数法构造新的多目标优化函数,提出了回转支承动态性能的多变量多目标优化设计方法,得到回转支承的轮齿啮合力下降了49.27%,1号钢球与N1滚道的接触力下降了29.6%,内齿圈质心轴向振动位移减小了5.41%,内齿圈质心径向位移减小了15.88%,回转支承的性能得到了优化。研究结果为回转支承的动态设计提供了参考。

摘要：在机器人实际工况中,针对含有薄壁四点接触球轴承的机器人腕部关节系统的运动稳定性问题,对腕部系统模型进行了简化设计和仿真研究。在考虑薄壁结构的弹性变形和动态接触作用耦合影响的基础上,建立了刚柔耦合工业机器人腕部关节系统模型,分析了不同受载工况和正反转驱动下的变形规律和动态特性。首先,基于多体动力学和Hertz接触理论,设计了包含薄壁四点接触球轴承和中空轴及基座的腕部关节系统刚柔耦合接触动力学仿真模型;然后,考虑薄壁中空轴、基座、轴承套圈和保持架的结构弹性变形、钢球和套圈滚道、保持架的动态接触作用,研究了机器人腕部关节系统两种实际工况对保持架和钢球角速度、保持架和薄壁基座振动位移、钢球与套圈的动态接触力的影响;最后,计算分析了两种工况下腕部关节系统的动态载荷规律和振动响应特性。研究结果表明:在相对较大的径向载荷作用下,保持架和钢球会出现打滑现象,速度呈现周期波动,保持架和基座具有更好的运动稳定性,其薄壁轴承内部载荷降低,主副接触对均承担联合载荷,轴承内部载荷稳定性也更好。该仿真模型及结果可以为薄壁腕部关节系统的动力学分析与设计提供参考。

摘要：针对流程制造过程中工艺关系复杂、优化效率难保证和数据安全问题,提出一种基于智能合约和改进混沌粒子群算法的工艺参数可信自决策模型PPO-TS.首先,基于区块链技术设计适合流程制造工艺特性的数据集成与存储机制,通过数据上链技术实现数据的可信存储;然后,设计工艺参数自决策智能合约机制,利用智能合约搭建基于区块链广播式通信协议的工艺参数优化网络,启动网络并编译质量指标访问、优化自决策和决策自执行智能合约,通过自动触发工艺参数优化事务完成自决策和自执行过程;在此基础上构建基于改进混沌粒子群算法CPSO和深度神经网络DNN的优化算法CPSO_DNN,实现流程制造工艺参数优化;最后,以现场采集的某流程生产线数据为例,验证了PPO-TS模型的实用性和有效性,为流程制造工艺参数优化提供了一种新思路.

摘要：运用三角网格方法重构三维离散的圆弧齿啮合齿面模型。基于多体动力学理论与迟滞接触动力学方法,提出考虑全齿面动态接触关系的螺旋锥齿轮三维接触动力学模型和动力学分析方法。运用三角网格单元接触的包围盒搜索技术和微分代数方程求解方法,仿真分析单侧齿面接触、双侧齿面接触、负载扭矩和齿侧侧隙等因素对齿轮啮合传动特性的影响,获得圆弧齿啮合全齿面接触冲击力、力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性。研究表明:新方法和动力学模型较好地模拟圆弧齿锥齿轮的承载特性和啮合接触动力学特性,对以动力学特性为目标的圆弧齿锥齿轮设计与齿轮系统动力学研究提供理论参考。

摘要：在考虑套圈结构弹性变形和边界条件的影响下,提出并系统地研究一种以多体动力学方法和有限元方法相结合的角接触球轴承动力学混合计算分析方法。应用ADAMS软件编制了动态接触力和约束方程的用户自定义计算程序,建立了运转过程中考虑钢球和套圈动态接触关系的角接触球轴承柔性多体接触动力学分析模型。在承受不同载荷以及考虑转速、接触角和离心力影响的条件下,分别计算讨论了动态接触力、接触角、振动位移和套圈动态接触应力的变化规律。动力学分析模型较好地模拟了角接触球轴承的柔性多体接触动力学特性,为重载荷、冲击载荷或其他复杂载荷作用下的角接触球轴承的设计、寿命预测和工程应用提供了参考方法。

摘要：结合有限元法和柔性多体动力学方法,提出球轴承柔性多体接触动力学模型和动力学分析方法。综合考虑钢球与内外圈滚道的游隙、柔性多体接触、套圈弹性变形、摩擦、离心力和转速等关键因素,建立球轴承的柔性多体接触动力学模型。研究了球轴承的柔性多体动力学特性和接触振动响应,计算出球轴承钢球公转一周时的接触力变化、套圈中心的相对振动位移、加速度、套圈弹性变形、截面接触应力和径向接触应力等接触振动响应,揭示了球轴承的支承钢球数目奇偶交替时的变柔性接触振动本质。提出的球轴承动力学模型与计算结果为以系统振动为目标的球轴承动态设计和球轴承系统设计提供理论指导和参考数据。

摘要：三维圆柱铰的动态性能对空间机构的运动精度和动力学特性有着重要的影响。基于多体动力学方法和刚体有限元方法,提出考虑三维圆柱铰的间隙碰撞和动态接触作用的空间机构柔性多体接触动力学方法。采用圆柱-圆柱的线接触力学模型和切片法,计算圆柱-圆柱的接触变形量和接触力,建立三维圆柱铰的轴销与轴套之间的间隙碰撞作用和三维动态接触关系。以等效刚体单元和Timoshenko梁单元描述柔性杆件的刚性有限元模型,建立柔性连杆和三维圆柱铰的具有多刚体系统的统一形式的动力学方程。计算分析了含三维圆柱铰的空间机构的运动精度和动力学特性,获得空间机构的位移响应,三维圆柱铰的相对运动轨迹和动态作用力等动力学响应。采用三维圆柱-圆柱动态线接触方法,能有效地预测空间机构系统的三维圆柱铰持续接触、间隙碰撞状态和摩擦作用下的动力学特性。计算结果表明三维圆柱铰的间隙碰撞作用对空间机构的运动精度和动态特性的影响较为显著。动力学模型和计算结果对复杂工况下高精度多间隙的空间机构的动态设计和动力学研究具有重要的理论意义。

摘要：基于多体系统动力学理论,在圆弧齿锥齿轮接触动力学分析的研究基础上,提出了球轴承-螺旋锥齿轮系统多体接触动力学分析的新方法。基于套圈滚道表面和弧齿齿面的三角网格模型,建立并实现了多体接触动力学模型和动态接触力的预测搜索算法,进而建立了忽略啮合齿面的摩擦和润滑作用,考虑球轴承的保持架、润滑摩擦力和Hertz接触作用的球轴承-圆弧齿锥齿轮系统多体接触动力学模型。考虑轴承游隙、齿轮侧隙和载荷工况等关键因素,运用广义-α方法计算分析了预紧力和负载扭矩作用下球轴承-弧齿锥齿轮系统的多体接触动力学行为和动态响应特性,获得了动态接触力、拖动力、角速度、振动位移、加速度、运动轨迹和相图及频谱等振动响应的变化规律。研究表明球轴承保持架的角速度频率、齿轮驱动角速度频率、从动齿轮的角速度波动频率和齿轮的啮合频率对球轴承-弧齿锥齿轮系统动力学特性有着重要的影响。动力学模型和计算结果为不仅对球轴承-弧齿锥齿轮传动系统的动态设计和动力学分析具有重要的实用价值,而且对复杂齿轮传动系统的动力学研究具有重要的理论意义。

摘要：基于弧齿锥齿轮局部综合法,计算弧齿齿面的精确空间数字化坐标点,建立了弧齿齿面的四边形面片有限元网格模型。基于弧齿齿面的四边形面片接触块模型,运用弧齿齿面的包围盒全域搜索方法和结点-目标面的主从面局部搜索方法,实现高精度数字化真实弧齿齿面的动态接触搜索计算。以四边形面片单元中心的外法向矢量来计算弧齿齿面的从结点到目标单元面的接触变形量,采用罚函数法计算弧齿齿面的动态接触作用力,提出了多柔性体、多界面动态接触的弧齿锥齿轮动力学分析方法。计算分析了弧齿锥齿轮的传动误差、动态接触力、等效约束力、弧齿边缘动态接触、最大应力值等动态接触特性。研究表明:忽略多柔性体、多界面动态接触特性,会低估弧齿齿轮的传动误差、动态接触力和等效约束力。新方法较好地模拟了弧齿锥齿轮传动动态接触特性,对弧齿锥齿轮系统动态设计提供了理论参考。

摘要：目的采用二维等效力学方法构建矢状面盆底的精细化几何模型,探讨不同腹压下盆底器官组织的形位改变对盆底生物力学特性的影响。方法纳入1名28岁身体健康、体形匀称的已婚未育女性志愿者,采用3.0 T磁共振扫描仪,仰卧位静息状态扫描盆底组织获得其盆腔核磁共振影像学数据。基于磁共振成像(MRI)二维参数测量和计算机辅助设计的方法,建立女性盆底的几何模型和有限元模型,分析不同腹压下盆底支持系统的生物力学变化特点。结果本研究在60、99、168、208 cmH_(2)O(1 cmH_(2)O=0.098 kPa)等4种腹压载荷作用下仿真模拟盆底受力的4种不同工况,分析得出的趋势为:在腹压载荷作用下子宫发生向下向后的后倾屈曲形位变化,宫颈、阴道中上段和肛提肌发生力学轴向指向骶尾骨的特征变化,肛提肌在水平方向上的变形比竖直方向上的更大。随腹压的增加健康受试者盆底整体系统在4种不同工况下的最大应力值分别为0.1943、0.3896、0.5571、0.6275 MPa,最大位移值分别为10、14、21、25 mm;宫颈和阴道中上段的最大应力值分别为0.1117、0.1618、0.2506、0.3041 MPa,最大位移值分别为3、6、9、11 mm;会阴体的最大应力值分别为0.0634、0.1196、0.2352、0.2880 MPa,最大位移值分别为1、2、4、5 mm;肛提肌最大应力值分别为0.1943、0.3896、0.5571、0.6275 MPa,最大位移值分别为2、4、7、8 mm;在不同工况下盆腔器官最大应力值及最大位移值均随腹压的增加而增加,正常女性盆底的应力轴向关系表现为子宫、阴道中上段主要作用于骶尾骨和肛提肌,阴道下段作用于会阴体。结论女性盆底系统二维等效力学建模和有限元分析方法可以较为准确地反映女性盆底的生物力学特征,盆腔器官应力的合力方向指向骶尾骨,骶尾骨、肛提肌和会阴体在盆底系统中具有重要的应力支持作用。