摘要：基于正负刚度并联原理,运用双连杆-弹簧-曲面作为负刚度机构、竖直弹簧作为正刚度机构,提出了一种准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器的新构型。针对上述构型,通过静力分析,研究了系统的位移-刚度特性和位移-回复力特性,得到了系统静平衡下的QZS条件。此外,建立QZS系统的非线性动力学方程,应用谐波平衡法和龙格库塔法求解。针对不同的激励幅值、阻尼系数和QZS参数等因素,研究了系统动力学响应和传递率特性。理论研究表明,该QZS构型可以有效降低模型的共振频率与最大传递率幅值。基于隔振器的三维模型进行数值仿真和实验研究,发现提出的QZS构型拥有较好的低频隔振性能,并具备与线性系统相当的高频隔振性能。

摘要：齿轮应用极其广泛,而齿面损坏是齿轮失效的主要形式,因此齿轮接触分析是齿轮设计的重要手段,最新发展的等几何分析(Isogeometric analysis,IGA)方法在解决接触仿真分析方面具有优良性能而受到青睐。将直齿圆柱齿轮简化为平面模型,首先构建能用于IGA的多片拼接NURBS曲面参数化模型,并比较了IGA模型与标准渐开线齿轮的几何误差;然后推导了平面接触IGA的相关计算公式,实现了一对单齿接触的完整齿轮等几何接触分析。为验证等几何接触分析算法的正确性,一方面将计算结果与齿轮无摩擦赫兹接触分析的理论值进行计算精度对比,另一方面将计算结果与商业软件计算结果进行对比。结果表明,IGA方法在分析接触问题时具有计算效率高、速度快、应力场更加光滑等优势,从而为解决齿轮接触分析问题提供一种有效的方法,同时也为齿轮的建模仿真与优化一体化设计提供新的途径。

摘要：针对发动机凸轮型线设计开发中计算工作量大,参数优选过程复杂的问题,研究并开发了以MATLAB作为数值计算引擎,C++Builder作为应用程序混合编程的发动机凸轮型线设计平台,实现了凸轮型线设计过程中方便、快捷、计算精确的目标,对几种典型凸轮型线的设计应用表明,该系统均能满足各型线特征参数优选设计的要求,并已在产品设计开发中得到了实际应用。

摘要：通过理论和试验对某金属橡胶非线性隔振器的传递特性进行了研究。基于含干摩擦阻尼的非线性迟滞力学模型,采用平均法求出系统的频率响应函数,从理论角度探究不同运动状态下的传递率及实现无谐振的条件;根据频率响应函数确定解锁频率与实现无谐振的临界干摩擦力;利用动态加载试验识别隔振器的力学参数,通过振动实验验证了理论结果。所得结论对金属橡胶隔振器的设计和应用具有重要的指导意义。

摘要：提出了一种非对称N次谐波凸轮型线的优化设计方法。新设计方法能有效控制N次谐波凸轮型线的设计结果,实现凸轮型线在360°内二阶导数连续;气门开启速度高于关闭速度;上升缓冲段终点加速度大于下降缓冲段终点加速度;下降段正加速度极值低于上升段;解决了N次谐波凸轮型线设计中存在的缓冲段加速度波动突变的设计难点。

摘要：滚珠丝杠进给系统的动态特性对数控机床的定位精度、加工性能和振动等特性具有重要影响。针对滚珠丝杠进给系统理论建模中结合部刚度难以确定的问题,以自行设计制造的滚珠丝杠进给系统为研究对象,基于吉村允效法计算进给系统固定结合部的刚度;根据滚珠丝杠副、滚动导轨副和轴承结合部的共同特点,提出基于Hertz接触理论的进给系统滚动结合部刚度计算方法,建立进给系统的有限元模型。在此基础之上,对进给系统进行理论和试验模态分析,通过模态振型和固有频率的对比验证了有限元模型和滚动结合部刚度计算方法的正确性。根据所建立的有限元模型,着重分析工作台的质量和位置、滚珠丝杠副的刚度、滚动导轨副的刚度和轴承的刚度等参数对进给系统动态特性的影响。所提出的方法为机床滚动结合部刚度的识别提供了参考,研究结论为滚珠丝杠进给系统的改进设计和动态性能优化提供了依据。

摘要：以某汽车保险盒盖板为研究对象,针对体积收缩和表面缩痕较大问题,以塑件顶出时的体积收缩率和缩痕指数作为优化目标,选取保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度等工艺参数为试验因素,采用最优拉丁超立方试验设计结合模流分析建立分析样本,构建试验因素与优化目标之间的Kriging代理模型,应用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)在代理模型内进行全局寻优,得到多目标优化的Pareto解集,基于熵权逼近理想解排序法(TOPSIS),从Pareto解集中决策出一组最优工艺参数组合并进行模拟验证。结果表明,Kriging代理模型预测结果能较好地与试验结果吻合,优化后顶出时体积收缩率降低了26.26%、缩痕指数降低了79.66%,优化结果显著,为实际生产过程提供了有益参考。

摘要：针对高负荷内燃机凸轮顶点接触应力过大的问题,提出一种由正弦、摆线、直线等多种形式函数复合而成的凸轮型线数学模型(FB3)。通过对型线模型可变参数的调整,使得型线第二、第三负加速段曲线形状和斜率发生改变,以减小负加速度值并降低凸轮顶点处接触应力。运动学、动力学仿真分析表明:FB3凸轮型线可以自由改变凸轮顶点局部负加速度值,在保持良好的流体动力润滑特性和凸轮顶点接触应力可调性的同时,可以兼顾运动曲线丰满系数、正加速度峰值等关键性能。

摘要：针对铣削加工中动态铣削力难于测量的问题,提出了一种通过测量铣刀振动位移来确定动态铣削力的方法。该方法首先通过激光测振仪测量铣削加工时铣刀刀杆的振动位移,然后根据测量系统的静态校准结果由该振动位移确定相应的铣削力。针对高速铣削时的铣削力测量失真问题,通过分析刀具系统的动态特性,确定测量系统的传递函数,并采用零极点配置的方法设计了动态补偿环节对测量系统进行动态补偿,以提高测量系统的带宽。在铣削加工中心上进行了铣削加工实验,将本文方法确定的铣削力与三维力传感器测得的铣削力进行了对比。实验结果表明:本文测量方法能准确测量动态铣削力,测量系统的测量带宽可达1 600 Hz,且测量方法简单可靠,易于工程应用。

摘要：重载车辆主动悬架由于受到系统内部不确定和外部扰动的共同作用,使得闭环系统鲁棒性以及由此引出的车辆行驶平顺性变化需要引起特别的重视。本文利用线性分式变换理论对车辆主动悬架系统进行了不确定建模分析,应用鲁棒控制和结构奇异值理论,设计了鲁棒控制器。讨论了在车辆系统参数变化和存在输入端未建模动态不确定的条件下,不确定对车辆平顺性的影响。研究结果表明,在不确定范围内,鲁棒控制器不但保证了主动悬架系统平顺性的名义性能,而且,主动悬架系统各项平顺性能指标的鲁棒性同样得到了满足。