摘要：针对动静压柔性铰链可倾瓦轴承在受到阶跃载荷时主轴出现跳动而影响其回转精度的问题,提出了兼顾跳动幅值与稳定时间的分析方法和轴承优化设计方案。该方法基于轴心轨迹引入最大过冲量和过渡过程时间两个概念,用以描述主轴受到阶跃载荷时径向跳动的剧烈情况,研究轴承结构参数的确定方法。该方法首先建立轴承瓦块的压力分布模型、瓦块的力矩平衡方程和轴颈的运动方程,然后结合有限差分法和欧拉方法获取轴心轨迹,最后依据结构参数对两个参量的影响大小进行参数确定。仿真实验结果表明:增大预载荷或减小轴承半径间隙,能减小轴心最大过冲量并缩短过渡过程时间;减小静压油腔面积或油腔宽长比能减小最大过冲量;过渡过程时间随转速的提高呈现出先增加后减少的特点;在研究范围内,最大过冲量随着转速提高而增大;适当增大预载荷系数或减小半径间隙,能够提高主轴的回转精度。

摘要：在超磁致伸缩致动器(GMA)工作原理的基础上,完成了具有分段式偏置磁场和油冷散热系统的GMA机械结构设计;建立了GMA的3D模型,利用有限元分析软件对其磁场和温度场进行了仿真研究,结果表明分段式偏置磁场有较好的偏置效果,油冷散热方式冷却效果明显;搭建了GMA输出力特性测试平台,分别对直流激励下GMA的静态输出力特性和低频交流激励下动态输出力特性进行了研究;实验表明GMA的输出力与激励电流正相关,在直流激励下,输出力具有磁滞非线性,且受温度影响较大,受外部约束力影响较小;在交流激励下,输出力能很好地跟踪交流信号频率,未出现倍频效应,说明分段式偏置效果较好,GMA具有较高的精度和动态响应速度。

摘要：以影响锻件质量的重要因素——锻造预成形模具形状为研究对象,对锻造过程展开同时包括锻件变形力和变形均匀性两个方面的优化设计的研究。研究目标是使锻件变形最均匀的同时变形力最小,即获得变形均匀性和变形力综合性能最好的终锻件。基于有限元数值模拟方法,采用有限元灵敏度分析方法,首次对同时控制锻件变形均匀性和变形力的锻造过程预成形进行多目标优化设计研究。给出总目标函数和各子目标函数的表达形式,并详细推导各目标函数相对于优化设计变量的灵敏度。利用自行开发的程序,对断面为H形的轴对称锻件进行预成形多目标优化设计,给出优化过程中总目标函数及各子目标函数、预成形模具形状、预成形件形状及终锻件等效应变和y向应力的分布变化情况。结果表明,通过对预成形模具形状进行优化设计,总目标函数、变形均匀性子目标函数和变形力子目标函数分别下降了13%,33%和6%左右,达到了同时对锻件变形均匀性和变形力进行优化的目的。

摘要：为提高陶瓷材料表面的硬度和韧性,热压烧结制备了Al2O3–(W,Ti)C/Al2O3–TiC对称型叠层陶瓷材料。研究了该叠层材料的层厚比和层数对材料表层的硬度、断裂韧性的影响。此外,通过压痕裂纹法的测量和有限元计算均可以得到叠层陶瓷材料表面层的残余应力值,两种方法获得的残余应力值符合得很好。通过有限元计算还可以得到叠层陶瓷材料不同层内的残余应力分布特征。对比实验表明:叠层陶瓷材料表面层较之相应单一材料而言,具有更高的硬度和断裂韧性。叠层陶瓷材料中残余压应力的存在,是叠层陶瓷材料表面层具有高硬度、高韧性的原因。而且通过改变叠层材料的层厚比和层数可改变叠层材料残余应力的分布。

摘要：为了提高固液悬浮性能,设计了一种半圆管挡板搅拌槽。采用数值模拟和试验测试相结合的方法,研究了半圆管挡板Rushton桨搅拌槽内石英砂—水的混合特性,分析了固液悬浮特征、固相浓度分布和功率消耗情况,并与标准平直挡板搅拌槽内的悬浮性能进行了对比。结果表明,同一搅拌转速时,半圆管挡板能改善悬浮性能,低固含率(5%)时效果更好。整体而言,半圆管挡板搅拌时石英砂的浓度分布比标准平直挡板搅拌时均匀,而且功率准数低13%左右,节能效应明显。研究结果为半圆管挡板的工业应用奠定了基础。

摘要：研究了多支承耦合隔振系统的模态特性。以振动功率流控制的观点建立耦合系统的动力学模型,着重探讨安装频率与基础柔性的相互耦合作用,确定耦合系统的模态特性及其对功率流谱的影响。考察了由振源输入系统及通过隔振器传递到基础的功率流,分析了多支承隔振系统通过各弹性支承的功率流分量。理论计算结果表明:机器和支承结构的耦合效应对系统功率流的影响显著;设计隔振系统参数时,应使安装频率低于基础基频,抑制系统耦合效应,提高隔振效率。

摘要：利用复合梁振动理论对典型结构的行波型超声波电动机(TWUSM)的振动特性进行了研究。根据定子结构的特点,将定子简化为一系列简支梁,由此建立了描述定子在逆压电效应作用下的强迫振动模型。此外,该模型还考虑了粘滑阻尼转矩和外部阻尼力的影响。最后借助于广义模态方法对该方程进行了求解,从而获得了在不同控制变量和不同结构参数下TWUSM的振动特性。为验证模型的准确性,设计制作了一台TWUSM样机和专用驱动器。样机试验结果与模型的仿真结果具有较好的一致性,从而验证了模型的有效性。

摘要：采用自行设计的自激脉冲空化射流喷嘴和试验测试系统进行了一系列低压大流量空化射流试验,得到了一组喷嘴结构参数,使得喷嘴在入口压力为0.95~1.13 MPa时能产生较为明显的脉冲效果。通过试验获得了随入口压力升高腔室内部流场变化规律,并对试验中喷嘴腔室内部压力突降现象进行分析。试验表明自激脉冲空化射流的打击力是连续射流的1.3~1.6倍。

摘要：对立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、涂层刀具及超细晶粒硬质合金刀具高速铣削灰铸铁、调质45#钢和淬硬45#钢时的刀具磨损形态及其磨损机理进行观察和分析.结果表明:在高速切削条件下,不同刀具材料与工件材料匹配时的刀具磨损形态主要表现为前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃、剥落和破损等;高速切削时刀具的前刀面磨损形态不同于常速切削时的磨损形态,即磨损不表现为月牙洼的形式,而是表现为切削刃处磨损最大的斜面磨损形式,前刀面磨损区域随切削速度提高而减小,但磨损深度增大.研究结果可用于指导高速切削刀具材料的设计、合理选用及刀具磨损控制.

摘要：介绍了筛网结构的发展现状和悬臂筛网的结构特点 ;分别从悬臂筛棒的二次振动、透筛概率和物料与筛网的冲刷作用三个方面讨论了悬臂筛网的筛分机理 ,为悬臂筛网结构的优化和进一步设计提供了理论依据 ;综合悬臂筛网和其他筛网结构的优势 。