摘要：直升机传动系统可通过湿式摩擦离合器来实现变转速输出,提高直升机的机动性和续航能力。然而航空湿式离合器传递功率大,工况恶劣,如何在保证高功率密度的同时提高离合器的散热性能至关重要。针对这一难题,研究了某型号直升机传动系统所搭载的湿式摩擦离合器的动态接合过程,得到其接合特性;建立了湿式摩擦离合器接合过程热流固耦合仿真模型,获得摩擦片表面的温度分布规律;以摩擦片表面径向+环形的复合油槽为研究对象,分析了环形槽宽度和间距对温度场的影响规律;根据润滑油的流动特性,提出倾斜径向+环形的改进型复合油槽,并对倾角进行优化,优化结果表明:当环形槽宽度和间距、径向槽倾角依次为0.5mm、4.5mm、60°时油槽综合冷却性能最好。研究工作可以为我国航空高功率密度湿式摩擦离合器的设计提供参考。

摘要：基于赫兹接触理论与数理统计相结合的方法,构建了含有弹性、弹-塑性、完全塑性的3个变形过程在内的端齿等效接触动力学模型。针对航空涡轴转子系统复杂的结构特征,采用有限元和哈密顿变分原理建立了含有接触效应的端齿连接结构在内的航空发动机复杂转子-叶片耦合系统的动力学分析模型,并通过与有限元结果对比验证了模型的有效性。在此基础上,研究了不同预紧力作用下耦合系统的固有频率、稳态响应以及瞬态不平衡响应特性。研究结果表明预紧力对端齿连接结构的接触状态影响非常明显,在预紧松弛状态下,其连接界面滑移会引起有效接触界面的抗弯刚度和抗扭刚度的减少,从而引起端齿连接刚度下降,同时在耦合系统的轮盘处x方向,扭转振动与叶尖弯曲方向处的瞬态和稳态不平衡响应的幅值有明显放大现象,而当预紧力设计范围为2.0×10^(4)~2.0×10^(5) N,此时端齿连接结构近似等效于刚性连接。本文研究结果可为含有端齿连接结构的航空涡轴发动机轴向预紧力的设计提供了定量的参考依据。

摘要：目的设计一种改进方法,解决线性变换法无法实现任意偏斜度Ssk和峭度Sku组合的粗糙表面重构,以及无法保证表面高度极值特征参数(包括最大高度Sz、最大峰高Sp和最大谷深Sv)精度的问题。方法通过求解表面高度概率密度函数,代替线性变换法的Johnson转换,构造符合指定高度分布的非高斯序列,并利用时频迭代法保证重构表面高度参数的精度,在此基础上,设置特定的Ssk和Sku理论值,以证明所提改进方法的优越性,并将重构喷丸表面和磨削喷丸表面与相应实测表面进行对比,验证改进方法的合理性。结果改进方法对任意Ssk和Sku组合的粗糙表面均能准确重构,且可以保证表面高度极值特征参数的精度,最大误差不超过5%。此外,基于时频迭代法,改进方法有效避免了线性变换法中线性变换带来的原理性误差,重构表面的精度高且鲁棒性好,利用改进方法重构的喷丸表面和磨削喷丸表面,其高度分布、自相关函数均与实测表面吻合良好,相关粗糙度参数的最大误差低于5%。结论对于任意高度分布和自相关函数的粗糙表面,文中提出的改进方法均可实现高效、精准的重构,且表面Sq、Ssk和Sku值能得到精确保证,表面高度极值特征参数也可得到良好表征。此外,采用改进方法重构的喷丸和磨削喷丸表面,其高度分布也更加符合实际。

摘要：基于振动桩锤液压管路的流固耦合计算模型,结合面向地基土的负载特性分析方法,并考虑油泵流量脉动因素的影响,采用ANSYS与CFX进行有限元联合仿真,研究沉桩过程中液压管路振动特性的变化规律,确定其发生强烈振动的原因。同时,通过卡箍的动力学优化设计,对液压管路的振动进行控制。研究结果表明:卡箍的固定位置、数量等设计参数是影响液压管路振动特性的重要因素,当增设1处卡箍时其一阶自振频率最大提高22.4 Hz,增设2处时最大提高56.6Hz,最终得到能有效避免管系共振发生的优化设计方案,仿真及试验结果验证了该新方法是可行的,其研究成果可为复杂输流管路的铺设安装与振动控制提供参考。

摘要：针对摆线齿准双曲面齿轮在空挡运行时发出尖啸声并伴有严重磨损的问题,通过动力学仿真分析的方法,对正车、倒车、空挡后退、空挡前行这几种工况下的齿轮的传动误差、角加速度的时域和频域图,以及正车和倒车在不同负载和转速下的角加速度和噪声的变化进行分析。研究结果表明:在正车工况下,也即是小轮的凹面驱动大轮的凸面的情况下,摆线齿准双曲面齿轮系统的噪声低,所受负载小,啮合动态性能最好;空挡时动态啮合性能较差,对齿轮损害较大。本文研究可为面向综合啮合性能的摆线齿准双曲面齿轮的设计提供依据。

摘要：基于CAD/CAE工具与方法,提出一种基于有限元软件定量计算修形齿轮啮合刚度、重合度等性能参数的计算方法,通过数值计算结果阐明修形齿轮修形量与啮合刚度等等定量关联规律。基于有限元准静态分析和齿轮啮合刚度计算原理给出修形齿轮啮合刚度计算公式,解决修形齿轮动力学研究中的刚度计算问题,给出微米级齿轮修形参数对轮齿啮合刚度的影响规律。研究结果表明:利用该计算方法所得结果与FE软件计算结果相吻合,为科学、合理地选择与评价齿轮修形参数提供一种解决方法,为高性能齿轮设计提供参考。

摘要：针对由多个单自由度累加而成的多自由度平台存在误差累积精度难提高的局限性,提出一种基于直线电机驱动的X-Y二维平面运动平台。利用1对正交布置的直线轴承进行平面运动解耦,实现二维平面运动;基于直线电机的力学模型,推导平台的基本控制模型;基于平台的非线性阻力,提出一种具有非线性阻尼前馈补偿的PI控制器。研究结果表明:在全行程(<19 mm)运动过程中,平台在实现平面运动的同时,达到厘米级运动行程和亚微米级运动精度,验证了平台的可靠性和控制器的有效性。

摘要：为提高原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)中微悬臂梁分布参数模型的精度,本文提出了包含非线性时空特性的改进模型,在此基础上简化控制器的结构.首先加入非线性补偿项修正传统分布参数模型;然后采用Karhunen-Loève(K–L)方法提取系统主导空间基函数,实现系统输出的时空变量分离.利用求解得到的时间系数和系统激励,建立系统时域Hammerstein模型,使系统无限维偏微分方程模型转化为时域有限维常微分方程形式,控制器的设计无需考虑空间耦合的影响;最后,利用最小二乘支持向量机结合奇异值分解法辨识模型中的参数.与传统分布参数模型进行仿真和实验结果比较,验证了方法的有效性.

摘要：针对聚合物超声塑化过程中的超声声场分布问题,采用仿真与实验相结合的方法进行研究。基于多元高斯声束叠加理论,仿真研究聚合物超声塑化过程中的声场分布。通过自行设计制造的聚合物超声塑化检测装置,研究塑化过程中聚合物轴线处的声压分布规律。研究结果表明:实际超声声压在离工具头距离约1.5 mm处作用最强,约达1.8 MPa,其后随距离的增大而逐渐递减;在近场区,实际声压幅值不存在仿真中剧烈波动的情形,声压幅值相对稳定,在远场区,实际声压幅值接近仿真值;固态聚合物所受超声声压较大,聚合物熔融后,声压幅值降低,实际声压因受反射、透射以及衰减的影响小于仿真值。

摘要：极低速大型等温模锻压机是强非线性机电液耦合系统,由于摩擦是不可避免的,在极低速运行条件下易出现速度不稳定、抖动、甚至爬行,致使系统的控制效果恶化。压机系统摩擦在低速下具有强非线性静态、动态交替作用的特性,且与其他非线性因素强烈耦合,导致建模与参数辨识变得异常困难。为此,设计大型模锻压机极低速空载运行实验,使非线性摩擦免受其他因素的耦合影响,从而降低摩擦建模的难度和复杂度;在此基础上,采用LuGre模型作为系统的摩擦模型结构,并提出使用粒子群优化算法(PSO)对复杂非线性摩擦参数进行辨识。实验结果表明:该方法能有效的获得实际大型模锻压机极低速下的系统模型。