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缆线在铅垂面内弯曲的大变形曲线微分方程及其数值解法
1
作者 李立新 王猛 张巍 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期970-976,共7页
针对民用与工业应用中经常用到的自然弯曲的软管和柔缆,归纳出5个共同特点,作为本文研究缆线的基本假设。从这些假设出发,根据受力和应力分析,首次推导了缆线在铅垂面内弯曲的大变形曲线方程。列出了多种端部约束条件下相对应的求解大... 针对民用与工业应用中经常用到的自然弯曲的软管和柔缆,归纳出5个共同特点,作为本文研究缆线的基本假设。从这些假设出发,根据受力和应力分析,首次推导了缆线在铅垂面内弯曲的大变形曲线方程。列出了多种端部约束条件下相对应的求解大变形曲线的方程组。证明了悬链线与纯弯曲线都是本文的特例。提出了获得数值解的递进法,并针对两端夹持约束的情形给出了具体算例。说明了存在多解的原因以及比较不同解稳定性的方法。 展开更多
关键词 缆线 大变形曲线 铅垂面内弯曲 泛函极值 数值方法
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港口起重机吊臂变形预警系统
2
作者 缪秋莲 关朴芳 +1 位作者 杜盼成 谢祖强 《机械工程师》 2024年第11期127-129,134,共4页
针对港口起重机吊臂变形造成的经济损失和不良影响,设计了一种吊臂变形预警系统,可以实时检测吊臂变形情况,向外输送变形数据。当变形量数据大于设定的报警阈值时,中央控制器会输出信号,启动声光预警并在LED屏上显示警情,通知周边施工... 针对港口起重机吊臂变形造成的经济损失和不良影响,设计了一种吊臂变形预警系统,可以实时检测吊臂变形情况,向外输送变形数据。当变形量数据大于设定的报警阈值时,中央控制器会输出信号,启动声光预警并在LED屏上显示警情,通知周边施工人员和港口起重机驾驶人员有起重机吊臂断裂风险,提醒周边人员疏散,从而降低事故人员伤亡率,提高安全生产率。 展开更多
关键词 起重机 安全隐患 变形预警 影响因素
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翅片管蒸发器传热性能的参数灵敏度分析 被引量：1
3
作者 宋军军 蔡家斌 李家春 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第8期381-384,共4页
采用Sobol´全局灵敏度分析方法,计算出了各个影响参数对传热系数的一阶灵敏度和总灵敏度,探索和分析了单个及多个波纹翅片管参数对波纹翅片管蒸发器传热系数影响的程度和规律,并构建了传热系数与各个参数之间关系的响应面。结果:... 采用Sobol´全局灵敏度分析方法,计算出了各个影响参数对传热系数的一阶灵敏度和总灵敏度,探索和分析了单个及多个波纹翅片管参数对波纹翅片管蒸发器传热系数影响的程度和规律,并构建了传热系数与各个参数之间关系的响应面。结果:从灵敏度数值及响应面的分析皆显示:翅片间距对传热系数的影响最大,翅片厚度的影响次之,质量流量与工资热流密度对传热系数的影响相差不大,但大于管外径的影响;且翅片间距与其余各个因素之间的交互影响在一定范围内极其剧烈,其中翅片间距与翅片厚度之间的交互影响最大,又以质量流率与工质侧热流密度之间的交互影响次之;再者,垂直于风速方向的管间距与平行于风速方向的管间距的灵敏度数值皆为0,说明两者对传热系数的影响可以忽略不计。 展开更多
关键词 Sobol´法 响应面 波纹翅片管
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基于响应面法和粒子群算法的电机轴多目标优化 被引量：1
4
作者 杜遵 汪朝晖 +1 位作者 徐文侠 王俊士 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第1期43-50,共8页
为满足新能源汽车电机轴的轻量化设计需求,文中提出了一种基于响应面法和粒子群算法相结合的多目标优化方法。以电机轴的内径为设计变量,在满足强度约束的条件下,将电机轴质量、多危险截面处等效应力和1阶临界转速作为设计目标构建了多... 为满足新能源汽车电机轴的轻量化设计需求,文中提出了一种基于响应面法和粒子群算法相结合的多目标优化方法。以电机轴的内径为设计变量,在满足强度约束的条件下,将电机轴质量、多危险截面处等效应力和1阶临界转速作为设计目标构建了多目标优化模型。建立Box-Behnken试验设计得到4因素3水平的有限元分析试验方案,采用最小二乘法拟合了各子目标的高精度响应面方程,并根据各子目标的重要程度引入影响因子,建立了统一的全局优化目标函数。最后,结合惯性权重线性递减的粒子群算法对全局目标函数进行了寻优。优化结果表明:电机轴的质量减小了4.8%,1阶临界转速提升了8%,且两处危险截面的等效应力分别减小了2.9%,2.5%。 展开更多
关键词 电机轴 多目标优化 响应面法 粒子群算法
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拓扑优化结构中棋盘格式的光滑及等面积处理方法 被引量：1
5
作者 曹陆建 买买提明·艾尼 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期41-46,共6页
为了解决拓扑优化后出现的边缘棋盘格式问题,提出了用线性最小二乘法对边缘棋盘格式进行线性化处理。在拓扑优化棋盘格式边界线性化处理后,出现了小梁结构端面面积在长度方向不相等和不均匀等问题,对实际工程应用带来不便。针对此问题... 为了解决拓扑优化后出现的边缘棋盘格式问题,提出了用线性最小二乘法对边缘棋盘格式进行线性化处理。在拓扑优化棋盘格式边界线性化处理后,出现了小梁结构端面面积在长度方向不相等和不均匀等问题,对实际工程应用带来不便。针对此问题提出了首先用常规的单边中心分割等面积处理方法对线性光滑处理后的模型进行优化,使重构模型趋于均匀化、规则化,但是发现单边中心分割等面积法处理后重构模型的小梁中心出现了偏离。为了保证小梁结构端面面积相等、同时保证小梁中心线不偏离,又提出了双边中心分割等面积法,这种方法避免了小梁结构等面积变化后的中心线偏离问题,保证拓扑优化结构的完整性。通过计算对比分析,发现双边中心分割等面积法处理后的重构模型在静力学分析中的性能均优于其他两种方法,验证了双边中心分割等面积法处理的可行性。 展开更多
关键词 拓扑优化 棋盘格式 最小二乘法 等面积法 有限元分析
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履带式救援平台机动性能仿真分析
6
作者 侯步逸 巩锐 +6 位作者 王治国 任博 陈超 康铁宇 李顺 李宝玉 张文华 《机械工程师》 2024年第1期110-114,共5页
为了能够有效克服复杂非结构环境,尽快到达自然灾害救援现场开展救援,要求履带式救援平台具备良好的越野机动性和通行能力,因此,在装备设计阶段,必须要对履带式救援平台的机动性和通过性指标进行验证。文中采用理论计算和多体动力学仿... 为了能够有效克服复杂非结构环境,尽快到达自然灾害救援现场开展救援,要求履带式救援平台具备良好的越野机动性和通行能力,因此,在装备设计阶段,必须要对履带式救援平台的机动性和通过性指标进行验证。文中采用理论计算和多体动力学仿真分析相结合的方法,开展了履带救援平台最高速度、最大爬坡度、越壕宽度、越障高度等机动性和通过性指标的校核和仿真验证,结果表明提出的指标均能得到满足。仿真计算过程还得到了车辆运动姿态和载荷的变化趋势,为进一步优化履带救援平台推进系统的方案设计提供了支撑。 展开更多
关键词 救援机器人 行动系统 机动性 通过性 仿真
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管式PECVD设备腔内大容量石墨舟力学性能的数值分析
7
作者 曹佳铭 鄢庆阳 +2 位作者 王刚 李陆明 吕志军 《太阳能》 2024年第3期62-67,共6页
提高等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备的氮化硅薄膜品质在太阳电池光电转换效率领域有举足轻重的作用。承载大量硅片的石墨舟是管式PECVD设备中的关键核心部件,随着生产效率的不断提升,热力耦合环境下腔内大容量石墨舟力学性能的... 提高等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备的氮化硅薄膜品质在太阳电池光电转换效率领域有举足轻重的作用。承载大量硅片的石墨舟是管式PECVD设备中的关键核心部件,随着生产效率的不断提升,热力耦合环境下腔内大容量石墨舟力学性能的稳定性引人关注。通过CAD软件建立石墨舟有限元模型并使用ANSYS仿真软件进行热力学仿真研究,综合分析其在高温条件下受力、受热后的变形情况。研究结果显示:结构自重是石墨舟形变及应力集中产生的主要因素,温度产生的影响并不明显;采用结构增强设计可有效提升石墨舟整体的力学性能。 展开更多
关键词 太阳电池 石墨舟 有限元模型 热力耦合 管式PECVD
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六面顶压机用AGV复合机器人有效度分析
8
作者 王旭鹏 施礼妍 +1 位作者 袁康 董玉革 《中国科技论文在线精品论文》 2024年第1期133-139,共7页
针对人造金刚石生产车间无人值守的需要,根据六面顶压机的布置情况,研究了无人值守生产车间内的自动导引车(automated guided vehicle,AGV)复合机器人可以操作的六面顶压机数量的确定方法。定义了AGV复合机器人行走的时间与六面顶压机... 针对人造金刚石生产车间无人值守的需要,根据六面顶压机的布置情况,研究了无人值守生产车间内的自动导引车(automated guided vehicle,AGV)复合机器人可以操作的六面顶压机数量的确定方法。定义了AGV复合机器人行走的时间与六面顶压机高温高压的时间之比为其有效度,推导了典型布置情况下有效度计算的相关公式;确定了机器人操作特定数量的六面顶压机是否可行的判定条件;当机器人无法操作某一数量的六面顶压机时,给出了改进措施。应用表明,根据有效度的定义及有效度小于等于许用有效度的判定条件,可以方便而有效地确定AGV复合机器人操作六面顶压机的数量,对今后无人车间的AGV复合机器人数量确定具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 机械设计 机器人 有效度 布置
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胶轨列车底盘螺栓提载方法和强度校核研究
9
作者 张洁 赵春 +1 位作者 竹利江 高翔 《机械工程与自动化》 2024年第5期46-49,共4页
针对胶轨列车中多颗螺栓连接结构和单颗螺栓连接结构分别提出了螺栓载荷提取方法。基于工程实际,应用多体ADAMS静力学计算方法对胶轨列车底盘载荷进行分解,并作为其螺栓载荷提取的输入,再将载荷提取结果代入VDI2230标准,开展螺栓强度校... 针对胶轨列车中多颗螺栓连接结构和单颗螺栓连接结构分别提出了螺栓载荷提取方法。基于工程实际,应用多体ADAMS静力学计算方法对胶轨列车底盘载荷进行分解,并作为其螺栓载荷提取的输入,再将载荷提取结果代入VDI2230标准,开展螺栓强度校核工作。通过对胶轨列车底盘局部螺栓进行分析校核得到了螺栓强度满足要求的结论,且螺栓在实车工程验证阶段未出现问题,说明所提出的螺栓载荷提取方法对车辆底盘结构中螺栓的设计与校核具有现实指导意义。 展开更多
关键词 胶轨列车螺栓 载荷提取 强度校核
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基于晶体塑性有限元法的316LN不锈钢单轴力学行为
10
作者 陈小辉 陈天祥 +1 位作者 朱琳 郎朗 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期843-849,共7页
为了更准确描述316LN不锈钢单轴力学行为,在率相关晶体塑性理论框架下,以Ahmadzadeh-Varvani(A-V)随动硬化准则为基础,构建了多晶循环塑性本构模型.通过程序UMAT将其移植到有限元软件ABAQUS中,并通过Voronoi图建立二维多晶有限元模型;... 为了更准确描述316LN不锈钢单轴力学行为,在率相关晶体塑性理论框架下,以Ahmadzadeh-Varvani(A-V)随动硬化准则为基础,构建了多晶循环塑性本构模型.通过程序UMAT将其移植到有限元软件ABAQUS中,并通过Voronoi图建立二维多晶有限元模型;分别模拟了不同加载率、应变循环和非对称应力循环条件下316LN不锈钢的变形行为.对比模拟结果与实验数据可知:单轴拉伸条件下,两者的应力误差在±0.9%附近波动,最大应力误差仅为1.9%;应变循环条件下,两者的最大应力误差出现在第5圈,拉伸和压缩阶段应力误差分别为11.4%和12.2%,循环稳定后,拉伸和压缩阶段应力误差分别为7.4%和7.9%;应力循环条件下,两者的误差主要体现在滞环宽度上,模拟的滞环面积相对较窄,但滞环演化趋势误差较小. 展开更多
关键词 晶体塑性理论 A-V随动硬化准则 饱和硬化准则 VORONOI图 棘轮效应
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高温承压工况下熔盐泵用螺栓疲劳强度研究
11
作者 丁康康 胡永亮 +2 位作者 芦洪钟 张中南 张强升 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期129-134,共6页
高温熔盐泵介质温度是影响螺栓疲劳的关键因素,温度变化使法兰连接处的螺栓承受温差载荷而产生的交变应力导致螺栓疲劳失效。本文在螺栓受力中引入温差载荷,开展了熔盐泵螺栓在常温、温差和同温三种工况下疲劳强度的研究。研究表明:任... 高温熔盐泵介质温度是影响螺栓疲劳的关键因素,温度变化使法兰连接处的螺栓承受温差载荷而产生的交变应力导致螺栓疲劳失效。本文在螺栓受力中引入温差载荷,开展了熔盐泵螺栓在常温、温差和同温三种工况下疲劳强度的研究。研究表明:任何工况下熔盐泵的螺栓与法兰两者温差大于20℃时,循环次数就会低于10~4次;同温工况下温度大于75℃时,循环次数低于10~4次进入低周疲劳范畴;熔盐泵的螺栓温度不变-法兰升温时形成的温差对螺栓疲劳的影响要大于法兰温度不变-螺栓升温时的影响,而后者循环次数虽会增大但密封性会变差从而导致泄漏的发生;与温差工况相比同温工况才是最佳工作状态,应尽量避免熔盐温度频繁地波动而形成温差。 展开更多
关键词 高温熔盐泵 温差载荷 螺栓疲劳 介质温度 低周疲劳
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热等静压炉锻造框架仿真分析
12
作者 宋家兴 张功明 +4 位作者 王颖 李忠仁 陈鼎 苏宁 陈博龙 《真空》 CAS 2024年第3期96-99,共4页
热等静压炉约束框架,主要在容器加压时起到约束容器两端,承载容器内部产生的轴向力的作用。为了优化框架结构质量及其应力分布情况,利用CAD软件的静力学分析功能,对不同尺寸构件进行仿真计算,得到了最优尺寸参数。结果表明:框架厚度为22... 热等静压炉约束框架,主要在容器加压时起到约束容器两端,承载容器内部产生的轴向力的作用。为了优化框架结构质量及其应力分布情况,利用CAD软件的静力学分析功能,对不同尺寸构件进行仿真计算,得到了最优尺寸参数。结果表明:框架厚度为220 mm、宽度为740 mm、端部宽度为390 mm、四角倒角为140 mm时,框架质量和应力分布最优,均可满足设计需求。 展开更多
关键词 热等静压炉 静力学分析 锻造框架 仿真
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环模制粒模、辊挤压过程影响因素分析
13
作者 周强 唐霞 《机械管理开发》 2024年第7期4-7,共4页
环模制粒装备是饲料加工装备使用最广泛、最重要的设备,环模制粒装备中的模、辊直接接触物料,十分容易磨损,为探究磨损机理,根据物料在挤压过程中的状态分为供料区、变形压紧区和挤压成型区,并对挤压过程进行受力分析,计算出成功攫取公... 环模制粒装备是饲料加工装备使用最广泛、最重要的设备,环模制粒装备中的模、辊直接接触物料,十分容易磨损,为探究磨损机理,根据物料在挤压过程中的状态分为供料区、变形压紧区和挤压成型区,并对挤压过程进行受力分析,计算出成功攫取公式,并通过ABAQUS/Explicit对模、辊辊轧过程进行有限元分析,得到不同摩擦系数和模、辊间隙情况下压辊受力情况,为环模制粒设备设计提供了参考。 展开更多
关键词 环模制粒 受力分析 辊轧 有限元仿真
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智能鲜面机混合器结构的优化设计
14
作者 朱银锋 李磊 +2 位作者 王晓杰 孙占伟 刘常乐 《湖北理工学院学报》 2024年第2期1-5,共5页
为了研究智能鲜面机面辊结构对面团的流动影响,对普通结构面辊和优化结构面辊的和面过程开展了流固耦合分析。结果表明,二者在和面时的最大应力分别为0.20 MPa和0.19 MPa,优化面辊后所受应力更小。同时,为揭示面辊转速对智能鲜面机抗震... 为了研究智能鲜面机面辊结构对面团的流动影响,对普通结构面辊和优化结构面辊的和面过程开展了流固耦合分析。结果表明,二者在和面时的最大应力分别为0.20 MPa和0.19 MPa,优化面辊后所受应力更小。同时,为揭示面辊转速对智能鲜面机抗震性能的影响,开展了模态分析。前4阶模态分析结果表明,最大变形位于面辊中部,前4阶模态的频率都在1700 Hz以上,对应的临界转速都在102000 r/min以上,说明面辊工作转速在1600 r/min时可以避免发生共振。为了提高单位时间内的面条产量并保证面条口感,适当提高面辊的转速并限制面团的温升在理论上是可供选择的方法。 展开更多
关键词 鲜面机 流固耦合 模态分析 结构优化
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某星载降水雷达结构动力学优化设计方法
15
作者 马志毅 栗华美 +2 位作者 张雪峰 尹晓琳 江柏森 《遥测遥控》 2024年第4期124-131,共8页
针对某星载降水雷达结构动力学优化设计要求,在有限元分析的基础上,采用Kriging(克里金)代理模型对某星载降水雷达的有限元模型进行近似化处理,并利用改进遗传算法对其蜂窝板结构参数进行优化设计,获得较优设计方案。最终通过某星载降... 针对某星载降水雷达结构动力学优化设计要求,在有限元分析的基础上,采用Kriging(克里金)代理模型对某星载降水雷达的有限元模型进行近似化处理,并利用改进遗传算法对其蜂窝板结构参数进行优化设计,获得较优设计方案。最终通过某星载降水雷达结构动力学优化设计案例以及力学试验证明该方法的有效性。 展开更多
关键词 星载降水雷达 Kriging代理模型 改进遗传算法 蜂窝板
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基于ANSYS Workbench的球窝非线性研究
16
作者 师丽侠 《机电工程技术》 2024年第10期181-184,共4页
球窝一般采用PA66 GF30材料,该材料具有热变形温度高、平衡吸水率低的特点。球窝需要在不同温度下工作,同时承受较大的轴向力。分别对球窝在-40℃、23℃和80℃三种温度下进行ANSYSWorkbench仿真分析,同一种温度分别施加3500 N和施加极... 球窝一般采用PA66 GF30材料,该材料具有热变形温度高、平衡吸水率低的特点。球窝需要在不同温度下工作,同时承受较大的轴向力。分别对球窝在-40℃、23℃和80℃三种温度下进行ANSYSWorkbench仿真分析,同一种温度分别施加3500 N和施加极限位移量,同时在实验室进行现场模拟。对比仿真分析和实验室模拟结果发现:3500 N轴向力下,不同温度下的最大变形数据相差均小于10%,说明有限元仿真设置正确、合理。23℃温度下,球窝能承受的破坏力最大;-40℃温度下,球窝能承受的破坏力最小,说明低温更容易发生脆性破坏。对于添加玻璃纤维(GF)的塑料材料,通常采用80%的安全系数来界定工程抗拉强度,转换后结果表明抗拉强度同样满足材料对应温度下的许用应力。研究内容对于实际的工程应用具有较高的推广和借鉴意义。 展开更多
关键词 ANSYSWorkbench仿真 球窝 抗拉强度
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基于LTU3芯片UHF RFID母线测温产品的研究
17
作者 张强 《新技术新工艺》 2024年第4期75-80,共6页
UHF RFID技术是一种无线无源的远距离射频识别技术,因其具有识别距离远、误码率低、识别速度快、使用寿命长等优势,在电力设备温度监测领域展现出广阔的应用前景。其中,LTU3作为一种多场景低功耗测温产品,在铜排测温方案中得到了广泛的... UHF RFID技术是一种无线无源的远距离射频识别技术,因其具有识别距离远、误码率低、识别速度快、使用寿命长等优势,在电力设备温度监测领域展现出广阔的应用前景。其中,LTU3作为一种多场景低功耗测温产品,在铜排测温方案中得到了广泛的应用。然而,在实际应用于母线槽产品时,发现其通信距离不足的弊端。因此,针对这一问题展开对LTU3芯片在硬件电路设计与封装层面的优化研究,经检测发现,设计后UHF RFID电子标签产品性能得到了有效提升,有效满足了母线槽产品的使用要求。 展开更多
关键词 UHF RFID 电子标签 母线槽 测温 通信距离 硬件 封装
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梯形扰流筋对风电塔筒疲劳特性的影响
18
作者 宋丽娟 白琨 王子琦 《机械工程师》 2024年第3期134-137,共4页
以某MW级风电塔筒为主要研究对象,应用仿真方法研究在塔筒表面增设梯形扰流筋对其疲劳强度的影响。为了降低涡激频率和提高塔筒静强度,应用流固耦合分析确定扰流筋的最优化筋型。根据Davenport功率谱模拟风电塔筒脉动风速时程和风荷载,... 以某MW级风电塔筒为主要研究对象,应用仿真方法研究在塔筒表面增设梯形扰流筋对其疲劳强度的影响。为了降低涡激频率和提高塔筒静强度,应用流固耦合分析确定扰流筋的最优化筋型。根据Davenport功率谱模拟风电塔筒脉动风速时程和风荷载,得到加筋后塔筒上最大疲劳应力的时程曲线,并对比分析了增设扰流筋前后塔筒疲劳寿命的变化。最后应用雨流计数法得到加筋塔筒的变幅荷载谱,并基于材料特性和疲劳理论计算加筋塔筒的疲劳寿命。结果表明:在风电塔筒外表面加扰流筋虽然能有效削弱塔筒涡激振动的频率,但同时会削弱塔筒的疲劳强度,因此需要在确保加筋后塔筒疲劳寿命仍满足设计要求的前提下合理选择筋型。 展开更多
关键词 风电塔筒 梯形扰流筋 疲劳强度 风荷载
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基于流固耦合箱型臂架风载强度分析
19
作者 王路庆 崔晓伟 陈良 《建设机械技术与管理》 2024年第1期34-36,共3页
箱型臂架是起重机上三大结构件之一,是起重机中最重要的受力支撑件。为了解决起重机在户外工作过程中,面临不同风力下箱型臂架的受力情况,采用流固耦合方法计算分析。根据流体计算软件,实现了箱型臂架在流体域中建模与分析方法,计算了... 箱型臂架是起重机上三大结构件之一,是起重机中最重要的受力支撑件。为了解决起重机在户外工作过程中,面临不同风力下箱型臂架的受力情况,采用流固耦合方法计算分析。根据流体计算软件,实现了箱型臂架在流体域中建模与分析方法,计算了不同风级对箱型臂架的影响,得到了箱型臂架在背面迎风情况下受力最大的分析结果。 展开更多
关键词 箱型臂架 风载 CXF 流固耦合
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大学生方程式赛车座椅设计
20
作者 任宇航 柏宇星 +2 位作者 吴佳佳 邹学鹏 臧利国 《机械工程与自动化》 2024年第4期85-87,共3页
遵循《中国大学生方程式大赛规则》,以南京工程学院泠风车队泠02大学生方程式赛车为研究对象,结合人机工程学原理,进行赛车座椅设计,并应用CAE仿真软件进行模拟分析。针对赛车座椅的实际应用情景,注重满足舒适、安全、高强度和轻量化的... 遵循《中国大学生方程式大赛规则》,以南京工程学院泠风车队泠02大学生方程式赛车为研究对象,结合人机工程学原理,进行赛车座椅设计,并应用CAE仿真软件进行模拟分析。针对赛车座椅的实际应用情景,注重满足舒适、安全、高强度和轻量化的需求,构建了适用于大学生方程式赛车的座椅设计流程和仿真方法。研究结果显示,所设计的座椅不仅能够为驾驶员提供舒适的驾驶姿势,且满足了结构强度的使用要求。 展开更多
关键词 赛车座椅 人机工程 驾驶姿势 结构强度
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