摘要：带式输送机承载物料截面积的计算方法是确定输送带宽度的关键因素,直接影响到带式输送机系统的经济性。对带式输送机承载物料截面积计算方法的发展历程进行了回顾与分析。对当前主流的DIN22101,ISO5048和CEMA的截面积计算的物料堆积表面轮廓线和空边距进行了比较分析。通过将截面积计算式级数展开,给出了理论与数值计算的对比分析,证明了当采用相同的结构与物料参数时,承载物料理论截面积从小到大依次为:圆弧计算式、DIN22101计算式、ISO5048计算式;DIN22101承载物料截面积的计算式形式简洁,但需要将动堆积角转换为等效堆积角;CEMA(圆弧计算式)承载物料截面积的计算方法输送量的裕量较大、特别是大带宽情况下,降低了系统的经济性,计算式不够简洁;ISO5048承载物料截面积的计算式具有简洁的形式,建议在制定国家标准时采用。

摘要：驱动桥壳轻量化设计对于提高承载能力、降低生产成本具有重要的意义.本文在驱动桥壳有限元分析和疲劳分析计算的基础上建立驱动桥壳多目标优化模型,对重型卡车驱动桥壳进行参数化设计,建立正交试验表,利用田口方法和综合评价方法对驱动桥壳的疲劳性能稳健性和质量进行优化设计.优化结果表明,此方法可以应用于驱动桥壳的多目标优化,优化后驱动桥壳的疲劳稳健性能得到提高,减轻了质量,因此节约了桥壳材料,降低了生产和运营成本,提高了设计水平.

摘要：为了研究地铁车辆枕梁服役安全性问题,考虑到大量疲劳实验耗时长且成本高,利用虚拟实验方法对枕梁结构疲劳寿命进行评估,根据EN12663-1标准设计枕梁静力实验,获得枕梁表面特征点的应力值和位移值;然后对枕梁进行有限元建模并仿真,对比静力实验结果,调整后获得与枕梁实际结构相符的有限元模型;最后利用Monte Carlo方法,进行地铁车辆枕梁在恒幅载荷与变幅载荷作用下的虚拟疲劳实验.研究结果表明:在标准规定的恒幅载荷作用下,该地铁车辆枕梁寿命大于1 000万次载荷循环的可靠度约为0.73;在变幅载荷作用下,寿命大于1 000万次载荷作用的可靠度约为0.81;因此,该地铁车辆枕梁完全满足设计与使用要求.

摘要：圆管带式输送机是近年来受到广泛关注与应用的特种带式输送机。对圆管带式输送机结构设计与改进、设计计算方法、性能的理论研究与测试等进行了回顾;通过总结国内外圆管带式输送机实例和研究进展,分析了输送带宽度与管径的关系、输送带弯曲性能、运行阻力等方面的问题,梳理了圆管带式输送机的发展趋势。针对目前设计机理与输送带特性相关概念混淆的问题,从力学的角度明确了成形力、接触力(反弹力)、成槽性和横向弯曲刚度的关系,分析可知接触力包含输送带的重力,不能直接反映输送带的横向弯曲刚度,建议用成形力来表征输送带弯曲性能或横向弯曲刚度。根据实际应用和CEMA(Conveyor Equipment Manufacturers Association)推荐的输送带搭接宽度,指出了国内现行标准存在搭接宽度过大的问题,建议采用带宽管径比来表示带宽与管径的关系,并提出了搭接宽度的计算式。由于圆管带式输送机的圆管直径由外径表示,但输送带的厚度对承载物料截面积影响显著,给出了考虑输送带厚度和搭接宽度的确定圆管带式输送机带宽、管径的新方法及圆管带式输送机的成管阻力、成形阻力和曲线段阻力的修正计算式。所提出的计算方法考虑了输送带的横向刚度和张力等影响因素,与现有方法相比更接近于实际,且已经在圆管带式输送机工程设计中应用,为圆管带式输送机的进一步发展提供了依据。

摘要：针对随机载荷下的疲劳可靠性,为能实现用小样本量的或大分散性的寿命数据获得较精确的寿命评估结果,基于样本集聚原理,改进应力-寿命关系曲线的获得方法,介绍逐渐缩小区间搜索方法和考虑材料分散性和随机载荷下的疲劳可靠性模型。逐渐缩小区间搜索方法的核心思想是区间逼近,每次搜索循环后均会缩减最优值的范围,至满足设定容差的结果停止搜索,并拟合应力-寿命关系曲线。基于此关系曲线,由确定应力到随机应力,再到服役工况种类的随机性,逐步建立疲劳可靠性模型。应用提出方法评估一服役后铝合金构件的疲劳寿命。结果表明,逐渐缩小区间搜索方法可在短时间内获得高精度的P-S-N曲线,提出的疲劳可靠性模型贴近工程,传统疲劳可靠性模型的结果偏于保守。

摘要：为研制出一种符合人体肘关节参数的变刚度关节结构,使其在实际应用中能更好帮助到人类.以人体肘关节为例提出了一种符合人体关节形态的变刚度关节结构.在关节中采用了弹簧片、行星轮系和曲柄滑块机构.通过两台电机分别驱动太阳轮和外齿圈,将行星轮的转动转化成滑块的移动,从而改变弹簧片的支撑位置并改变关节的刚度.与其他同类设计相比,所提出的关节在结构和布局方面更符合人体关节的结构形态,可应用于其他关节的设计.

摘要：设计一种可进行尾缘自诱导吹气的可调导叶,减弱动静干涉效果,降低叶轮所受气动载荷,提高叶轮的安全性.该结构通过压差作用,调控导叶尾缘流动现象,补偿导叶的部分尾迹,并以某带有进口可调导叶的离心压缩机为例,采用数值方法予以验证.结果表明,在0°开度下结构内流动不明显.随着开度增加,壁面分离加大,在导叶的面上压差加大,使槽道内部自诱导流动加强.在较低增加叶根尾迹强度的条件下,改善了导叶中部、顶部尾迹分布形式,使纯尾迹减弱为弱尾迹,使叶轮气动载荷降低.同时无外部补气,自诱导结构对机组外特性几乎无影响.

摘要：为拟合疲劳寿命服从威布尔分布的小样本P-S-N(失效概率-应力-循环次数)曲线,提出了小样本疲劳寿命试验数据统计分析与P-S-N曲线拟合方法。根据疲劳寿命均值和标准差与应力水平的线性关系,基于已知的最高级应力水平的疲劳寿命分布参数,使用疲劳寿命算术平均值替代其他级应力水平均值(期望),获得疲劳寿命均值与应力水平的线性关系。根据此关系,将不同级应力水平的疲劳寿命等效到最高级应力水平,检验等效寿命与最高级应力水平疲劳寿命的均值相对误差,反推各级应力水平疲劳寿命的统计参数,从而实现了P-S-N曲线的拟合。算例结果表明:使用全部疲劳寿命数据时,所提方法拟合结果与传统方法拟合结果相对误差小于1%;对于拟合设计的2组方案(8-5-5和8-3-3),所提方法与传统方法拟合结果相对误差小于10%;所提方法能够得到较为合理的参数,获得较好的P-S-N曲线拟合结果。

摘要：为了准确评估复杂结构件的疲劳寿命及可靠性,提出了基于多元可靠性模型的复杂结构件危险点选取方法。该方法综合考虑了载荷不确定性、材料性能不确定性、载荷作用次数以及材料强度退化对危险点疲劳寿命及可靠性的影响,同时也为其他机械结构件危险点的选取提供了规范的判定依据。以某型号地铁列车枕梁为例,详细展示了利用多元可靠性模型选取枕梁结构件危险点的具体计算过程,并对枕梁的疲劳可靠性进行了评估。结果表明:在以应力集中为依据确定的28个枕梁结构件潜在危险点中,只有2个是对枕梁疲劳可靠性构成影响的真正危险点,同时,该列车枕梁在设计的服役环境下完全满足安全服役30a的设计要求,并且服役60a的累计失效概率仅为0.75%。

摘要：设计了一种可用于五轴联动加工中心的新型差动式A/B轴双摆头结构.该双摆头采用4台伺服电机驱动,基于差动机构的工作原理实现摆头的摆动和俯仰运动.双摆头的驱动电机及蜗轮蜗杆减速装置均不参与摆头运动,与现有典型的双摆头结构相比,有效减少了摆头运动部件数量.采用双电机主从消隙控制方法,能有效消除摆头两个自由度的传动间隙,进而提高其运动精度.对差动双摆头的传动、消隙和结构等方面的特点进行了分析,为后续工程设计提供了理论基础.